電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)教學(xué)大綱

1、電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)教學(xué)大綱一、課程基本信息1、課程英文名稱(chēng)：Automation Control System by Power Driving2、課程類(lèi)別：專(zhuān)業(yè)方向課程3、課程學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)64，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)84、學(xué) 分：45、先修課程：電路原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、電機(jī)學(xué)、控制電機(jī)、自動(dòng)控制原理、電力拖動(dòng)基礎(chǔ)等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程6、適用專(zhuān)業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化二、課程的目的與任務(wù)課程的教學(xué)目的：本課程是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)特色課程。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，了解和掌握電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、校正和綜合方法，為今后的工作打下專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)。課程教學(xué)的任務(wù)：了解直流電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系

2、統(tǒng)的特點(diǎn)，調(diào)速方法，調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。掌握直流轉(zhuǎn)速單閉自動(dòng)控制系統(tǒng)和轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法，深刻領(lǐng)會(huì)和掌握控制系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)方法，能夠熟練應(yīng)用典型型、典型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和校正方法，了解可逆直流調(diào)速系統(tǒng)和位置隨動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法。了解交流電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，調(diào)速方法，特別是重點(diǎn)了解和掌握籠型異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的原理、特點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法，了解矢量控制技術(shù)在異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用，了解同步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法。三、課程的基本要求 本課程是所有專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的綜合應(yīng)用，特別是對(duì)電力電子技術(shù)、電機(jī)學(xué)、控制電機(jī)、自動(dòng)控制原理、電力拖動(dòng)

3、基礎(chǔ)以及模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用較多，學(xué)生必須在這些專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)過(guò)后，才能開(kāi)設(shè)本課程。教師在授課中必須引導(dǎo)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的綜合應(yīng)用，按照系統(tǒng)的控制規(guī)律為主線，由簡(jiǎn)入繁、由低及高的循序深入，思路必須清楚，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析的方法，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)工程問(wèn)題的處理方法，同時(shí)要認(rèn)真進(jìn)行和完成課程實(shí)驗(yàn)，并且通過(guò)課程設(shè)計(jì)，要求學(xué)生能夠?qū)?jiǎn)單的電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行性能分析和設(shè)計(jì)。四、教學(xué)內(nèi)容、要求及學(xué)時(shí)分配(一)理論教學(xué)：56學(xué)時(shí)第一章 閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng) 10學(xué)時(shí)主要內(nèi)容：本章內(nèi)容是直流調(diào)速自動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，必須認(rèn)真掌握以下內(nèi)容。1、直流調(diào)速系統(tǒng)用的可控直流電源，

4、旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組，靜止可控整流器，直流載波器或脈寬調(diào)制變換器；2、晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)（V-M系統(tǒng)）的主要問(wèn)題，觸發(fā)脈沖相位控制，電流脈動(dòng)及其波形的連續(xù)與斷續(xù)，抑制電流脈動(dòng)的措施，晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械特性，晶閘管觸發(fā)和整流裝置的放大系數(shù)和傳遞函數(shù)；3、直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的主要問(wèn)題，PWM變換器的工作狀態(tài)和電壓、電流波形，直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性，PWM控制與變換器的數(shù)學(xué)模型，電能回饋與泵升電壓的限制；4、反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析和設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)速控制的要求和調(diào)速指標(biāo)，開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其存在的問(wèn)題，閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性，開(kāi)環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性和閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的關(guān)系，反饋控制規(guī)律，閉環(huán)直流調(diào)速系

5、統(tǒng)穩(wěn)態(tài)參數(shù)的計(jì)算，限流保護(hù)-電流截止負(fù)反饋；5、反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析和設(shè)計(jì)，反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定條件，動(dòng)態(tài)校正-PI調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)；6、比例積分控制規(guī)律和無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)，積分調(diào)節(jié)器和積分控制規(guī)律，比例積分控制規(guī)律，無(wú)靜差直流調(diào)速系統(tǒng)及其穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算；7、電壓反饋電流補(bǔ)償控制的直流調(diào)速系統(tǒng)，電壓負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)，電流正反饋和補(bǔ)償控制規(guī)律，電流補(bǔ)償控制直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和穩(wěn)定條件。 重點(diǎn)：直流調(diào)速系統(tǒng)用的可控直流電源，晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械特性，晶閘管觸發(fā)和整流裝置的放大系數(shù)和傳遞函數(shù)，直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性，PWM控制與變

6、換器的數(shù)學(xué)模型，反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析和設(shè)計(jì)，反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析和設(shè)計(jì)，比例積分控制規(guī)律和無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)。 難點(diǎn)：直流載波器或脈寬調(diào)制變換器，抑制電流脈動(dòng)的措施，電能回饋與泵升電壓的限制，反饋控制規(guī)律，限流保護(hù)-電流截止負(fù)反饋，反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，電流正反饋和補(bǔ)償控制規(guī)律，電流補(bǔ)償控制直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和穩(wěn)定條件。第二章 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 10學(xué)時(shí)主要內(nèi)容：本章是直流調(diào)速自動(dòng)控制系統(tǒng)的重點(diǎn)內(nèi)容，必須深刻領(lǐng)會(huì)和掌握。1、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性，轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成，穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框

7、圖和靜特性，各變量的穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算；2、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和動(dòng)態(tài)性能分析，雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，起動(dòng)過(guò)程分析，動(dòng)態(tài)抗擾性能分析，轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器的作用；3、調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法，工程設(shè)計(jì)方法的基本思路，典型系統(tǒng)，控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，典型型系統(tǒng)性能指標(biāo)和參數(shù)的關(guān)系，典型型系統(tǒng)性能指標(biāo)和參數(shù)的關(guān)系，調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇和傳遞函數(shù)的近似處理非典型系統(tǒng)的典型化；4、按工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)雙閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器，電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器退飽和時(shí)轉(zhuǎn)速超調(diào)量的計(jì)算；5、轉(zhuǎn)速超調(diào)的抑制轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋，帶轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的基本原理，退飽和時(shí)間和退飽和

8、轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋參數(shù)的工程設(shè)計(jì)方法，帶轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的抗擾性能；6、弱磁控制的直流調(diào)速系統(tǒng)，變壓與弱磁的配合控制，非獨(dú)立控制勵(lì)磁的調(diào)速系統(tǒng)，弱磁過(guò)程的直流電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型和弱磁控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)。 重點(diǎn)：轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算，雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和動(dòng)態(tài)性能分析，調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法，按工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)雙閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器，轉(zhuǎn)速超調(diào)的抑制轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋。 難點(diǎn)：雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，動(dòng)態(tài)抗擾性能分析，調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇和傳遞函數(shù)的近似處理非典型系統(tǒng)的典型化，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器退飽和時(shí)轉(zhuǎn)速超調(diào)量的計(jì)算，轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋參數(shù)的工程設(shè)計(jì)方法

9、，弱磁過(guò)程的直流電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型和弱磁控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)。第三章 直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制 6學(xué)時(shí)主要內(nèi)容：本章內(nèi)容隨著數(shù)字技術(shù)的廣泛應(yīng)用，特別是DSP技術(shù)的迅速發(fā)展和大量應(yīng)用，顯示出越來(lái)越重要，所以根據(jù)目前的技術(shù)情況，實(shí)際在對(duì)本章內(nèi)容進(jìn)行講授時(shí)，不能只局限于教材中的內(nèi)容，教師還應(yīng)該根據(jù)當(dāng)前數(shù)字技術(shù)實(shí)際的發(fā)展應(yīng)用情況，進(jìn)行必要的補(bǔ)充。教材中應(yīng)該講授的內(nèi)容如下。1、微型計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的主要特點(diǎn)，數(shù)字量化，采樣頻率的選擇，微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的輸入與輸出變量；2、微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件，微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的軟件框圖；3、數(shù)字測(cè)

10、速與濾波，旋轉(zhuǎn)編碼器，M法測(cè)速，T法測(cè)速，M/T法測(cè)速，各種數(shù)字測(cè)速方法的精度指標(biāo)，M/T法數(shù)字測(cè)速軟件框圖，數(shù)字濾波；4、數(shù)字PI調(diào)節(jié)器，模擬PI調(diào)節(jié)器的數(shù)字化，改進(jìn)的數(shù)字PI算法，智能型PI調(diào)節(jié)器；5、按離散控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)字控制器，具有零階保持器的數(shù)字控制直流調(diào)速系統(tǒng)，控制對(duì)象傳遞函數(shù)的離散化，數(shù)字轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)；6、數(shù)字控制系統(tǒng)的故障檢測(cè)、保護(hù)與自診斷，故障檢測(cè)，故障保護(hù)，故障自診斷。 重點(diǎn)：微型計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的主要特點(diǎn)，采樣頻率的選擇，微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的輸入與輸出變量，微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件框圖，數(shù)字測(cè)速與濾波，數(shù)字PI調(diào)節(jié)器及數(shù)字轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)，數(shù)字控制系

11、統(tǒng)的故障檢測(cè)、保護(hù)與自診斷。 難點(diǎn)：微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的輸入與輸出變量，各種數(shù)字測(cè)速方法的精度指標(biāo)，數(shù)字濾波，智能型PI調(diào)節(jié)器，控制對(duì)象傳遞函數(shù)的離散化，故障自診斷。第四章 可逆直流調(diào)速系統(tǒng)和位置隨動(dòng)系統(tǒng) 4學(xué)時(shí)主要內(nèi)容：本章內(nèi)容作為一般了解。主要介紹如下內(nèi)容。1、可逆直流調(diào)速系統(tǒng)，單片微機(jī)控制的PWM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)，有環(huán)流控制的可逆晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，無(wú)環(huán)流控制的可逆晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)；2、位置隨動(dòng)系統(tǒng)，位置隨動(dòng)系統(tǒng)的組成，位置隨動(dòng)系統(tǒng)的特征及其與調(diào)速系統(tǒng)的比較，位置傳感器，位置隨動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析和參數(shù)計(jì)算，位置隨動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)校正與控制。 重點(diǎn)：有環(huán)流控制的可逆晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)和無(wú)環(huán)流

12、控制的可逆晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，位置隨動(dòng)系統(tǒng)的組成、特征及其與調(diào)速系統(tǒng)的比較，位置傳感器。 難點(diǎn)：?jiǎn)纹C(jī)控制的PWM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)，位置隨動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析和參數(shù)計(jì)算，位置隨動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)校正與控制。第五章 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)主要內(nèi)容：本章內(nèi)容作為一般了解。主要介紹如下內(nèi)容。1、異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速電路；2、異步電動(dòng)機(jī)改變電壓時(shí)的機(jī)械特性；3、閉環(huán)控制的變壓調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性；4、閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的近似動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖；5、轉(zhuǎn)差功率損耗分析；6、變壓控制在軟起動(dòng)器和輕載降壓節(jié)能運(yùn)行中的應(yīng)用。 重點(diǎn)：異步電動(dòng)機(jī)改變電壓時(shí)的機(jī)械特性，閉環(huán)控制的變壓調(diào)速系

13、統(tǒng)及其靜特性，閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的近似動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖，變壓控制在軟起動(dòng)器和輕載降壓節(jié)能運(yùn)行中的應(yīng)用。難點(diǎn)：轉(zhuǎn)差功率損耗分析。第六章 籠型異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)（VVVF系統(tǒng)）轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng) 12學(xué)時(shí)主要內(nèi)容：本章是三相異步電動(dòng)機(jī)交流調(diào)速系統(tǒng)的主要和重點(diǎn)內(nèi)容，必須深刻領(lǐng)會(huì)和重點(diǎn)掌握，是本課程的教學(xué)重點(diǎn)，應(yīng)該掌握如下內(nèi)容。1、變壓變頻調(diào)速的基本控制方式，基頻以下調(diào)速，基頻以上調(diào)速；2、異步電動(dòng)機(jī)電壓-頻率協(xié)調(diào)控制時(shí)的機(jī)械特性，恒壓恒頻正弦波供電時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，基頻以下電壓-頻率協(xié)調(diào)控制時(shí)的機(jī)械特性，基頻以上恒壓變頻時(shí)的機(jī)械特性，恒流正弦波供電時(shí)的機(jī)械特性；3、電力電子變壓變頻器的主

14、要類(lèi)型，交-直-交和交-交變壓變頻器，電壓源型和電流源型逆變器，180o 導(dǎo)通型和120o 導(dǎo)通型逆變器；4、變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)中的脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)，正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）技術(shù)，消除指定次數(shù)諧波的PWM（SHEPWM）控制技術(shù)，電流滯環(huán)跟蹤PWM（CHBPWM）控制技術(shù)，電壓空間矢量PWM（SVPWM）控制技術(shù)（或稱(chēng)磁鏈跟蹤控制技術(shù)），橋臂器件開(kāi)關(guān)死區(qū)對(duì)PWM控制變壓變頻器工作的影響；5、基于異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)模型的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)恒壓頻比控制調(diào)速系統(tǒng)通用變頻器-異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)；6、異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型和坐標(biāo)變換，異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)

15、學(xué)模型的性質(zhì)，三相異步電動(dòng)機(jī)的多變量非線性數(shù)學(xué)模型，坐標(biāo)變換和變換矩陣，三相異步電動(dòng)機(jī)在兩相坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型，三相異步電動(dòng)機(jī)在兩相坐標(biāo)系上的狀態(tài)方程；7、基于動(dòng)態(tài)模型按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)，矢量控制系統(tǒng)的基本思路，按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制方程及其解耦作用，轉(zhuǎn)子磁鏈模型，轉(zhuǎn)速、磁鏈閉環(huán)控制的矢量控制系統(tǒng)直接矢量控制系統(tǒng)，磁鏈開(kāi)環(huán)轉(zhuǎn)差型矢量控制系統(tǒng)間接矢量控制系統(tǒng)；8、基于動(dòng)態(tài)模型按定子磁鏈控制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的原理和特點(diǎn)，直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的控制規(guī)律和反饋模型，直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)與矢量控制系統(tǒng)的比較。 重點(diǎn)：變壓變頻調(diào)速的基本控制方式，異步電動(dòng)機(jī)電壓-頻率協(xié)調(diào)控制時(shí)的機(jī)械

16、特性，電力電子變壓變頻器的主要類(lèi)型，交-直-交和交-交變壓變頻器，變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)中的脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)，基于異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)模型的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型和坐標(biāo)變換，基于動(dòng)態(tài)模型按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)，基于動(dòng)態(tài)模型按定子磁鏈控制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)。 難點(diǎn)：180o 導(dǎo)通型和120o 導(dǎo)通型逆變器，正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）技術(shù)，消除指定次數(shù)諧波的PWM（SHEPWM）控制技術(shù)，電流滯環(huán)跟蹤PWM（CHBPWM）控制技術(shù)，電壓空間矢量PWM（SVPWM）控制技術(shù)（或稱(chēng)磁鏈跟蹤控制技術(shù)），橋臂器件開(kāi)關(guān)死區(qū)對(duì)PWM控制變壓變頻器工作的影響，三相異步電動(dòng)機(jī)的多變量非線性數(shù)學(xué)

17、模型，坐標(biāo)變換和變換矩陣，三相異步電動(dòng)機(jī)在兩相坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型，三相異步電動(dòng)機(jī)在兩相坐標(biāo)系上的狀態(tài)方程。第七章 繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)雙饋調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)差功率饋送型調(diào)速系統(tǒng) 6學(xué)時(shí)主要內(nèi)容：本章內(nèi)容作為一般性了解，主要了解以下內(nèi)容。1、異步電機(jī)雙饋調(diào)速工作原理，異步電機(jī)轉(zhuǎn)子附加電動(dòng)勢(shì)的作用，異步電機(jī)雙饋調(diào)速的五種工況；2、異步電機(jī)在次同步電動(dòng)狀態(tài)下的雙饋系統(tǒng)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理，串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的其他類(lèi)型；3、異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性，異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速機(jī)械特性的特征，異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速時(shí)的轉(zhuǎn)子整流電路，異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速機(jī)械特性方程式；4、串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及其提高方案，

18、串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的效率，串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)及其改善途徑，斬波控制的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，串級(jí)調(diào)速裝置的電壓和容量；5、雙閉環(huán)控制的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，雙閉環(huán)控制串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的組成，串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，調(diào)節(jié)器參數(shù)的設(shè)計(jì)，串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)方式；6、異步電機(jī)雙饋調(diào)速系統(tǒng)，雙饋調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成，雙饋調(diào)速系統(tǒng)的矢量控制。 重點(diǎn)：異步電機(jī)雙饋調(diào)速工作原理，異步電機(jī)雙饋調(diào)速的五種工況，串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理，異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性，串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及其提高方案，雙閉環(huán)控制的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，雙饋調(diào)速系統(tǒng)的矢量控制。 難點(diǎn)：異步電機(jī)轉(zhuǎn)子附加電動(dòng)勢(shì)的作用，異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速時(shí)的轉(zhuǎn)子整流電路

19、，異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速機(jī)械特性方程式，斬波控制的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，串級(jí)調(diào)速裝置的電壓和容量，串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，雙饋調(diào)速系統(tǒng)的矢量控制。第八章 同步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng) 4學(xué)時(shí)主要內(nèi)容：本章內(nèi)容隨電力電子技術(shù)的發(fā)展，其重要性不斷加強(qiáng)，應(yīng)該作為重點(diǎn)內(nèi)容講授，主要要求學(xué)生掌握以下內(nèi)容。1、同步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速的特點(diǎn)及其基本類(lèi)型；2、他控變頻同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)恒壓頻比控制的同步電動(dòng)機(jī)群調(diào)速系統(tǒng)，由交-直-交電流型負(fù)載換流變壓變頻器供電的同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，由交-交變壓變頻器供電的大型低速同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，按氣隙磁場(chǎng)定向的同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)，同步電動(dòng)機(jī)的多變量動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型；3、自

20、控變頻同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，梯形波永磁同步電動(dòng)機(jī)（無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)）的自控變頻調(diào)速系統(tǒng)，正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)的自控變頻調(diào)速系統(tǒng)。 重點(diǎn)：轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)恒壓頻比控制的同步電動(dòng)機(jī)群調(diào)速系統(tǒng)，由交-直-交電流型負(fù)載換流變壓變頻器供電的同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，由交-交變壓變頻器供電的大型低速同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，按氣隙磁場(chǎng)定向的同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)，梯形波永磁同步電動(dòng)機(jī)（無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)）的自控變頻調(diào)速系統(tǒng)，正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)的自控變頻調(diào)速系統(tǒng)。 難點(diǎn)：同步電動(dòng)機(jī)的多變量動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，梯形波永磁同步電動(dòng)機(jī)（無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)）的自控變頻調(diào)速系統(tǒng)，按氣隙磁場(chǎng)定向的同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)。(二)實(shí)驗(yàn)教學(xué)：8學(xué)時(shí) （一）、實(shí)

21、驗(yàn)課的目的與要求 1、電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的特色專(zhuān)業(yè)課程，課程實(shí)驗(yàn)是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生增強(qiáng)對(duì)交直流調(diào)速系統(tǒng)的理解，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力、分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。2、學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前必須認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，了解實(shí)驗(yàn)設(shè)備的性能及其使用方法，熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、步驟、原理，掌握實(shí)驗(yàn)方法，認(rèn)真完成預(yù)習(xí)要求。3、在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中，學(xué)生必須獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，最好每個(gè)學(xué)生一人一組，使用一臺(tái)設(shè)備，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)數(shù)少確實(shí)做到一人一組有困難的，但至少應(yīng)保證每組不多于三人。4、實(shí)驗(yàn)后必須認(rèn)真處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫(xiě)出符合要求的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 （二）、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（在以

22、下實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中選做8學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)、晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測(cè)定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)類(lèi)型：綜合型實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、 了解DDSZ-1型電機(jī)及電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置、DJDK-1型電機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)、組件及布線情況2、熟悉晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及基本結(jié)構(gòu)3、掌握晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)及反饋環(huán)節(jié)測(cè)定方法實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1、測(cè)定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路總電阻值R2、測(cè)定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路電感值L3、測(cè)定直流電動(dòng)機(jī)一直流發(fā)電機(jī)一測(cè)速發(fā)電機(jī)組的飛輪慣量GD4、測(cè)定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路電磁時(shí)間常數(shù)Td 5、測(cè)定直流電動(dòng)機(jī)電勢(shì)常數(shù)Ce和較矩常數(shù)Cm 6、測(cè)定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)機(jī)電時(shí)間常數(shù)T

23、m 7、測(cè)定晶閘管觸發(fā)及整流裝置特性Udf（Uct）8、測(cè)定測(cè)速發(fā)電機(jī)特性Utg=f（n）實(shí)驗(yàn)設(shè)備：1、 DDSZ-1型電機(jī)及電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置或DJDK-1型實(shí)驗(yàn)裝置主控制屏DJK01一臺(tái)2、 直流電動(dòng)機(jī)一直流發(fā)電機(jī)一測(cè)速發(fā)電機(jī)組一套3、 DJK02組件掛箱，DJK04組件掛箱各一臺(tái)4、 直流電壓表、直流電流表各一只5、 雙臂滑線電阻器一只實(shí)驗(yàn)儀器儀表及耗材：光線示波器或記憶示波器一臺(tái)，萬(wàn)用表一只、DDSZ-1、DJDK-1設(shè)備專(zhuān)用連接插接線若干。實(shí)驗(yàn)二、單閉環(huán)晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)類(lèi)型：綜合型實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、 熟悉DDSZ-1型電機(jī)及電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置或DJDK-l型電機(jī)控制

24、系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置主控制屏DJK01的結(jié)構(gòu)及調(diào)試方法2、了解單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的原理、組成及各主要單元部件的原理3、掌握晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)的一般調(diào)試過(guò)程4、認(rèn)識(shí)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)的基本特性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1、主控制屏DJK01的調(diào)試2、基本控制單元調(diào)試3、Uct不變時(shí)的直流電動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)特性的測(cè)定4、Ud不變時(shí)的直流電動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)特性的測(cè)定5、轉(zhuǎn)速反饋的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)6、電流反饋的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備：1、 主控制屏DJK01一套2、 直流電動(dòng)機(jī)一直流發(fā)電機(jī)一測(cè)速發(fā)電機(jī)組一套3、 雙臂滑線電阻器一只實(shí)驗(yàn)儀器儀表及耗材：雙蹤慢掃描示波器一臺(tái)、萬(wàn)用表一只、DDSZ-1、DJDK-1設(shè)備專(zhuān)用連接插接線若干。實(shí)

25、驗(yàn)三、雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)類(lèi)型：綜合型實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的原理、組成及各主要單元部件的原理2、掌握雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試步驟、方法及參數(shù)的整定3、研究調(diào)節(jié)器參數(shù)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1、各控制單元調(diào)試2、測(cè)定電流反饋系數(shù)、轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)3、測(cè)定開(kāi)環(huán)機(jī)械特性及高、低速時(shí)完整的系統(tǒng)閉環(huán)靜態(tài)特性n=f（Id）4、閉環(huán)控制特性n = f（Ug）的測(cè)定5、觀察、記錄系統(tǒng)動(dòng)態(tài)波形實(shí)驗(yàn)設(shè)備：1、 主控制屏DJK01一套2、 直流電動(dòng)機(jī)一直流發(fā)電機(jī)一測(cè)速發(fā)電機(jī)組一套3、 DJK02、DJK04 、DJK07組件掛箱各一套4、 雙臂滑線電

26、阻器一只實(shí)驗(yàn)儀器儀表及耗材：雙蹤慢掃描示波器一臺(tái)、萬(wàn)用表一只、DDSZ-1、DJDK-1設(shè)備專(zhuān)用連接插接線若干實(shí)驗(yàn)四、邏輯無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)類(lèi)型：綜合型實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解、熟悉邏輯無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的原理和組成2、掌握各控制單元的原理、作用及調(diào)試方法3、掌握邏輯無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的步驟和方法4、了解邏輯無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1、控制單元調(diào)試2、系統(tǒng)調(diào)試3、正反轉(zhuǎn)機(jī)械特性n=f（Id）的測(cè)定4、正反轉(zhuǎn)閉環(huán)控制特性n=f（Ug）的測(cè)定5、系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性的觀察實(shí)驗(yàn)設(shè)備：1、 主控制屏DJK01一套2、 直流電動(dòng)機(jī)一直流發(fā)電機(jī)一測(cè)速發(fā)

27、電機(jī)組一套3、 DJK02、DJK04、DJK08組件掛箱各一套4、 雙臂滑線電阻器一只實(shí)驗(yàn)儀器儀表及耗材：雙蹤慢掃描示波器一臺(tái)、萬(wàn)用表一只、DDSZ-1、DJDK-1設(shè)備專(zhuān)用連接插接線若干實(shí)驗(yàn)五、雙閉環(huán)可逆直流PWM（H橋）速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)類(lèi)型：綜合型實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、熟悉雙閉環(huán)可逆直流PWM調(diào)速系統(tǒng)原理、組成及各主要單元部件的原理2、熟悉雙閉環(huán)可逆直流PWM調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試步驟、方法及參數(shù)的整定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1、各控制單元調(diào)試2、測(cè)定開(kāi)環(huán)機(jī)械特性及高低速時(shí)完整的系統(tǒng)閉環(huán)靜態(tài)特性n=f（Id）3、閉環(huán)控制特性n = f（Ug）測(cè)定實(shí)驗(yàn)設(shè)備：1、 主控制屏DJK01一套2、 直流電動(dòng)機(jī)一直流發(fā)電機(jī)一測(cè)速發(fā)電機(jī)組一套3、 DJK02、DJK03、DJK11組件掛箱各一套4、 雙臂滑線電阻器一只實(shí)驗(yàn)儀器儀表及耗材：雙蹤慢掃描示波器一臺(tái)、萬(wàn)用表一只、DDSZ-1、DJDK-1設(shè)備專(zhuān)用連接插接線若干實(shí)驗(yàn)六、雙閉環(huán)三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)類(lèi)型：綜合型實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、 了解并熟悉雙閉環(huán)三相異步電機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的原理及組成2、 了解轉(zhuǎn)子串電阻的繞線式異步電機(jī)在調(diào)節(jié)定子電壓調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性3、 通過(guò)測(cè)定系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性，進(jìn)一步理解交流調(diào)壓系統(tǒng)中電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)的作用。實(shí)