電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)陳伯時(shí)一

電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)概述1電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)陳伯時(shí)一共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁(yè)!

自動(dòng)控制技術(shù)、電力電子技術(shù)與電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的相互關(guān)系。電氣傳動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景

要點(diǎn):

2電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)陳伯時(shí)一共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁(yè)!?電力傳動(dòng)又稱(chēng)電力拖動(dòng)，是以電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的系統(tǒng)的總稱(chēng)。?電力傳動(dòng)系統(tǒng)是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置，用以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械的起動(dòng)、停止、速度調(diào)節(jié)以及各種生產(chǎn)工藝過(guò)程的要求。1．什么是電力傳動(dòng)

3電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)陳伯時(shí)一共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁(yè)!2.構(gòu)成?電機(jī)拖動(dòng)開(kāi)環(huán)控制的調(diào)速方法已在《電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)》課中講授，本課以講授閉環(huán)控制系統(tǒng)為主。主要包括：①直流調(diào)速控制技術(shù)

②交流調(diào)速控制技術(shù)③計(jì)算機(jī)控制技術(shù)4電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)陳伯時(shí)一共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁(yè)!3.特點(diǎn)

電力傳動(dòng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)，控制裝置以及被拖動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械所組成。其主要特點(diǎn)是：▲功率范圍極大，單個(gè)設(shè)備的功率可以幾毫瓦到幾百兆瓦；▲調(diào)速范圍極寬，轉(zhuǎn)速?gòu)拿糠昼妿邹D(zhuǎn)到每分鐘幾十萬(wàn)轉(zhuǎn)，在無(wú)變速機(jī)構(gòu)的情況下調(diào)速范圍可達(dá)1：10000；▲適用范圍極廣，可適用于任何工作環(huán)境與各種各樣的負(fù)載。如軋鋼機(jī)、起重機(jī)、泵、風(fēng)機(jī)、精密機(jī)床等,還有空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)等。5電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)陳伯時(shí)一共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁(yè)!?位置控制系統(tǒng)：即位置隨動(dòng)(伺服)系統(tǒng)。例如：液面位置的控制，雷達(dá)方位角的控制，火炮角位置的控制，機(jī)械加工小的軌跡控制等等。?張力控制系統(tǒng)：例如在加工各種帶材和線材的過(guò)程中，必須保持一定的卷進(jìn)卷出張力，才能使帶材卷得緊而齊，線材拉得粗細(xì)均勻而不斷。一套典型的張力控制系統(tǒng)主要由張力控制器，驅(qū)動(dòng)器（電機(jī)），張力檢測(cè)器，制動(dòng)器和離合器構(gòu)成。6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)陳伯時(shí)一共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁(yè)!7電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)陳伯時(shí)一共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁(yè)!5.電氣傳動(dòng)的發(fā)展

◆直流電氣傳動(dòng)功率部分的發(fā)展▲最早出現(xiàn)的直流電氣傳動(dòng)是交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)直流發(fā)電機(jī)機(jī)組作為功率部分?！?0世紀(jì)50年代,推出了水銀整流器給直流電動(dòng)機(jī)供電,是靜止變流裝置。玻殼易碎,運(yùn)輸不方便,造價(jià)高,維護(hù)麻煩?！娏﹄娮悠骷чl管，第二代—電流控制型自關(guān)斷器件(如GTO和BJT，低頻(數(shù)千赫茲)直流脈寬調(diào)制變換器)；第三代—電場(chǎng)控制型自關(guān)斷器件(如功率P-MOSFET和IGBT，高頻(數(shù)十甚至數(shù)百千赫茲)直流脈寬調(diào)制變換器)。8電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)陳伯時(shí)一共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁(yè)!▲硬件設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。采用微處理機(jī)擴(kuò)大存儲(chǔ)器容量的基礎(chǔ)上,將硬件設(shè)備(包括微處理器、存儲(chǔ)器、I/O、各種接口、電源等)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化,以增強(qiáng)通用性和提高柔性?！浖?biāo)準(zhǔn)化、模塊化,并采用可編程方式大力開(kāi)發(fā)軟件▲現(xiàn)代控制理論及新型控制技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用?，F(xiàn)代控制理論與微處理機(jī)技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)調(diào)節(jié)、觀測(cè)器等?！_(kāi)發(fā)新型數(shù)字式調(diào)節(jié)器。◆直流電氣傳動(dòng)控制部分的發(fā)展9電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)陳伯時(shí)一共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁(yè)!▼交流電氣傳動(dòng)控制模式的發(fā)展轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)的恒壓頻比控制→轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制→矢量控制→解耦控制→模糊控制;分立元件電路控制→小規(guī)模集成電路控制→大規(guī)模集成電路控制;模擬電路控制→數(shù)字電路控制;硬件控制→軟件控制?！娏﹄娮悠骷?gòu)成的VVVF裝置主要的控制模式是模擬電路實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)或轉(zhuǎn)差頻率控制?！诙娏﹄娮悠骷?gòu)成的VVVF裝置主要的控制模式是模擬和數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的矢量控制?！谌娏﹄娮悠骷?gòu)成的VVVF裝置主要的控制模式是數(shù)字電路及軟件實(shí)現(xiàn)的矢量控制、解耦控制、模糊控制等。10電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)陳伯時(shí)一共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁(yè)!7．課程內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配◆直流調(diào)速系統(tǒng)（一）閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)(11學(xué)時(shí))（二）轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法（8學(xué)時(shí)）（三）直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制(4學(xué)時(shí))（四）可逆調(diào)速系統(tǒng)和位置隨動(dòng)系統(tǒng)(5學(xué)時(shí))◆交流調(diào)速系統(tǒng)（五）閉環(huán)控制的異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速系統(tǒng)—一種轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng)(4學(xué)時(shí))（六）籠型異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)一轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)（9學(xué)時(shí)）（七）繞線轉(zhuǎn)子異步電機(jī)雙饋調(diào)速系統(tǒng)一轉(zhuǎn)差功率饋送型調(diào)速系統(tǒng)（4學(xué)時(shí)）（八）同步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)（2學(xué)時(shí)）11電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)陳伯時(shí)一共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁(yè)!9.教材：

陳伯時(shí)主編，《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)-運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》，第3版，機(jī)械工業(yè)出版社，2003年參考書(shū)目：

《電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)》李華德主編電子工業(yè)出版社2006年12月《運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》李寧等高等教育出版社2004年7月《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)習(xí)題例題集》童福堯機(jī)械工業(yè)出版社2001年5月12電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)陳伯時(shí)一共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁(yè)!10.課程在本專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)中的地位與作用◆

《運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)和自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的核心課程；◆既有完整的理論體系，又有很強(qiáng)的實(shí)踐性，是一門(mén)把理論基礎(chǔ)和工具應(yīng)用到工程實(shí)踐中去的典范課程；◆不但能培養(yǎng)系統(tǒng)的概念，還能培養(yǎng)應(yīng)用基本理論與方法進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的能力，而且有利于學(xué)生建立以下幾個(gè)觀點(diǎn)，形成正確的認(rèn)識(shí)論。13電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)陳伯時(shí)一共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁(yè)!10.課程在本專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)中的地位與作用(續(xù))

1）系統(tǒng)的觀念：一個(gè)電路從信號(hào)輸入、中間的處理到最后的輸出，各級(jí)之間的增益分配、參數(shù)設(shè)置、邏輯關(guān)系都是相互協(xié)調(diào)、相互制約的，只有通盤(pán)考慮、全面調(diào)試才能獲得理想效果?！哆\(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》課程特別有利于學(xué)生系統(tǒng)集成的能力、綜合應(yīng)用能力、仿真能力的培養(yǎng)。

14電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)陳伯時(shí)一共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁(yè)!

3）科技進(jìn)步的觀念：《運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》的發(fā)展，電子器件的換代，比其它任何技術(shù)都快，學(xué)習(xí)《運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》可以讓人深刻地體會(huì)到，在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代，只有不斷更新知識(shí)，才能不斷前進(jìn)。10.課程在本專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)中的地位與作用(續(xù))15電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)陳伯時(shí)一共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁(yè)!2.構(gòu)成?電力拖動(dòng)控制技術(shù)是以電動(dòng)機(jī)為對(duì)象，以電力電子技術(shù)功率變換器為弱電控制強(qiáng)電的媒質(zhì)，以自動(dòng)控制理論為分析和設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，以電子線路或計(jì)算機(jī)為控制手段，掌握運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的控制規(guī)律及設(shè)計(jì)方法。以控制規(guī)律為主線，根據(jù)實(shí)際學(xué)時(shí)，按照循序漸進(jìn)的原則組織教學(xué)內(nèi)容。

16電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)陳伯時(shí)一共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁(yè)!17電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)陳伯時(shí)一共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁(yè)!4.交直流調(diào)速系統(tǒng)的分類(lèi)

?速度控制系統(tǒng)：即調(diào)速控制系統(tǒng)。例如電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，磁帶的速度調(diào)節(jié)等等。調(diào)速控制系統(tǒng)又可分為:

①直流調(diào)速②交流調(diào)速

兩種，又常稱(chēng)為直流傳動(dòng)系統(tǒng)和交流傳動(dòng)系統(tǒng)。各種控制系統(tǒng)往往都是通過(guò)控制轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此調(diào)速系統(tǒng)式最基本的電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)18電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)陳伯時(shí)一共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁(yè)!1——電機(jī)

5——放卷輥

2——磁粉離合器

6——磁粉制動(dòng)器

3——收卷輥

7——霍爾傳感器

4——物料

8——ZK-2型自動(dòng)張力控制儀轉(zhuǎn)速傳感器檢出收卷輥和放卷輥直徑的連續(xù)變化，將卷料直徑變化信號(hào)反饋給控制器，使

其輸出一個(gè)與之相適應(yīng)的控制電流，自動(dòng)控制磁粉制動(dòng)器或磁粉離合器的激磁電流，隨之遞增或者遞減，從而改變卷料筒的制

動(dòng)力矩，達(dá)到卷料恒張力的控制。19電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)陳伯時(shí)一共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁(yè)!

?多電機(jī)同步控制系統(tǒng)：即整個(gè)系統(tǒng)中有多個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)，每個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)由一個(gè)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)單元拖動(dòng)，組成了多單元同步控制系統(tǒng)。

系統(tǒng)中各單元應(yīng)能同時(shí)按規(guī)定的速度比穩(wěn)定運(yùn)行，并有良好的一致、單調(diào)性。系統(tǒng)對(duì)啟、制動(dòng)要求一般不高，啟動(dòng)時(shí)，一般緩慢均勻協(xié)調(diào)升速，制動(dòng)時(shí)要求停車(chē)迅速協(xié)調(diào)。

20電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)陳伯時(shí)一共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁(yè)!▲開(kāi)環(huán)控制→單環(huán)控制→多環(huán)控制;▲分立元件電路控制→小規(guī)模集成電路控制→大規(guī)模集成電路控制▲模擬電路控制→數(shù)模電路混合控制→數(shù)字電路控制;▲硬件控制→軟件控制。◆直流電氣傳動(dòng)控制部分的發(fā)展21電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)陳伯時(shí)一共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁(yè)!◆交流電氣傳動(dòng)的發(fā)展▼靜止式變壓變頻裝置的發(fā)展▲最早的VVVF裝置是旋轉(zhuǎn)變頻機(jī)組,現(xiàn)在已全部讓位于電力電子器件組成的靜止式VVVF裝置?！捎么娏﹄娮悠骷чl管構(gòu)成可控整流器調(diào)壓→六拍逆變器調(diào)頻和不可控整流→斬波器調(diào)壓→六拍逆變器調(diào)頻兩類(lèi)間接式VVVF裝置及直接式VVVF裝置。電路復(fù)雜、功率因數(shù)低和諧波成份高的缺點(diǎn),調(diào)速性能較差?！捎玫诙偷谌娏﹄娮悠骷匦推骷?GTO、BJT、P—MOSFET和IGBT)主要構(gòu)成不控整流→SPWM逆變器調(diào)壓調(diào)頻的間接式VVVF裝置。開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)時(shí)間短,允許開(kāi)關(guān)頻率就高,其輸出中的諧波成份就越低,因此構(gòu)成的調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速性能就越優(yōu)。22電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)陳伯時(shí)一共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁(yè)!◆本課程性質(zhì)及其特點(diǎn)：▲主要以系統(tǒng)設(shè)計(jì)為主

▲該課程涉及到自動(dòng)控制理論、電力電子技術(shù)和電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)三門(mén)課◆要求：▲作筆記▲本課程屬于專(zhuān)業(yè)必修課▲準(zhǔn)備兩個(gè)作業(yè)本，按要求交作業(yè)6.課程的性質(zhì)、任務(wù)和內(nèi)容23電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)陳伯時(shí)一共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁(yè)!8.課程教學(xué)目的及要求：

◆直流電動(dòng)機(jī)為對(duì)象組成的運(yùn)動(dòng)控制，包括單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)、多環(huán)調(diào)速系統(tǒng)、可逆調(diào)速系統(tǒng)和直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的基本組成和控制規(guī)律、靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能分析及工程設(shè)計(jì)方法。

◆掌握以交流電動(dòng)機(jī)為對(duì)象組成的運(yùn)動(dòng)控制,包括調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)、串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)和變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本組成、工作原理和性能特點(diǎn)。

◆實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)安排在專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗(yàn)課程“電氣控制實(shí)驗(yàn)”。24電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)陳伯時(shí)一共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁(yè)!網(wǎng)站1.學(xué)校教務(wù)處精品課程2.中國(guó)運(yùn)動(dòng)控制網(wǎng)3.中國(guó)工控網(wǎng)4.自動(dòng)化網(wǎng)5.中國(guó)自動(dòng)化網(wǎng)常用符號(hào)表1.元件和裝置用的文字符號(hào)2.常用縮寫(xiě)符號(hào)3.參數(shù)和物理量文字符號(hào)25電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)陳伯時(shí)一共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁(yè)!10.課程在本專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)中的地位與作用(續(xù))

1）系統(tǒng)的觀念2）工程的觀念3）科技進(jìn)步的觀念4）創(chuàng)新的觀念26電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)陳伯時(shí)一共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁(yè)!10.課程在本專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)中的地位與作用(續(xù))2）工程的觀念：數(shù)學(xué)、物理的嚴(yán)格論證及精確計(jì)算到工程實(shí)際之間往往有很大差距，《運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》中的“工程設(shè)計(jì)”方法能引導(dǎo)學(xué)生的思維更切合工程實(shí)際