电力拖动与运动控制系统B教案

1、中国矿业大学授课教案授课人：王颖杰系（部）：电气系系主任：邓先明2014年 03月 28日课程名称电力拖动与运动控制系统B总学时 数56适用专业电气工程及自动 化课程编号学分 数年级课程类型必修课校级公共课（）；专业基础课（ V ）;专业核心课（）选修课专业方向课（）；专业选修课（）；全校任选课（）是否多媒体教学是（，）；否（）考核方式考试（，）；考查（）教材名称电力拖动自动控制系统（第四版）作者阮毅出版社及 出版时间机械工业出版社年01月2010学 时 分 配容内教学课 堂 讲 授课堂讨论录像实验合计绪论及直流调速系统引百部分第1章2章2转速反馈控制的直流调速系统第电动机系统一2.1.1晶闸

2、管2电动机系统2.1.2直流PWM-变换器22.2稳态调速性能指标和直流调速系统的机械 特性22.3转速反馈控制的直流调速系统转速反馈控制直流调速系统的数学模型2.3.12比例控制的直流调速系统2.3.22比例积分控制规律和无静差调速系统2.3.32直流调速系统的稳态误差分析2.3.3 2.4直流调速系统的数字控制微机数字控制的特殊问题 2.4.12转速检测的数字化2.4.22第3章 转速、电流反馈控制的直流调速系统3.1 转速、电流双闭环调速系统的组成及其静 态特性双闭环直流调速系统的动态数学模型和3.2动态性能分析2转速、3.3电流反馈控制的直流调速系统的设 计2按工程设计方法设计双闭环调

3、速系统的3.4转速调节器和电流调节器.2课程名称电力拖动与运动控制系统B总学时 数56适用专业电气工程及自动 化可逆控制和弱磁控制的直流调速系统第4章可逆调速系统直流 PWM4.12可逆直流调速系统 4.2 V-M 4.2.1 V -M可逆 直流调速系统的主回路及环流可逆直流调速系统的控制4.2.2 V-M2转速反向的过渡过程分析 4.2.32章基于稳态模型的异步电动机调速系统第5异步电动机稳态数学模型和调速方法5.12异步电动机的调压调速5.22异步电动机的变压变频调速5.325.4电力电子变压变频器直交PWM变频器主回路5.4.1交-技术正弦波脉宽调制(SPWM)5.4.22PWM控制技术

4、5.4.4电流跟踪控制技术电压空间矢量5.4.5 PWM(SVPWM)2转速开环变压变频调速系统5.5转速闭环转差频率控制的变压变频调速系5.6统26章基于动态模型的异步电动机调速系统第6.1-6.3异步电动机的多变量数学模型和坐标 变换26.4-6.5异步电动机在正交坐标系上的动态数 学模型和状态方程26.6 基于动态模型按转子磁链定向的矢量控 制系统26.7按定子磁链控制的直接转矩控制系统2实验1单闭环不可逆直流调速系统实验2实验2双闭环晶闸管不可逆直流调速系统实 验2电压源型变频调速实验实验 3 SPWM2参考书目：电力拖动控制系统，马志源著，科学出版社，2004。电机学，胡虏生著，中国

5、电力出版社 ，2007。自动控制原理，胡寿松主编，科学出版社，第四版。现代控制原理，刘豹著，机械工业出版社，2004。电力电子和电力拖动控制系统的Matlab仿真，洪乃刚著，机械工业出版社。控制系统计算机仿真（第2版），蒋琅，柴干，王宏华等，电子工业出版社。中国矿业大学授课教案第1章绪论及直流调速系统引百部分第1次课/学时2学时教学目的及要求1 .自我介绍，了解班级情况2 .介绍本课程的背景知识，包括应用及学习方法，介绍参考书了解直流电动机的三种调速方法，引出可控直流电源，介绍其在直流电动机调3.速中的关键作用。点重教学1.电力拖动自动控制系统的应用以及三种调速方法点难教学容及安排教学内视频内

6、容论讨课堂1、电力拖动在国民经济中的作用电力拖动又称电气传动，即以电动机作为原动机驱动生产机械。电力拖动控制系统简称电力拖动系统，是将电能转换为机械能的系统总称，完成生产机械的起动、停止、正反转、调速使被拖动机械按预定方式运行， 等任务，满足生产工艺的要求。“国际电工委员会将“电力拖动”归入运动控制”范畴。轻工、电气传动在国民经济起着重要作用，广泛用于冶金、矿山、石化、航空航天等行业，以及 日常生活中，用电量占我市场前景国总发电量的60%,产品以每年15%的速度递增以上，广阔。2、运动控制系统及其组成3、运动控制系统的历史与发展 、运动控制系统的转矩控制规 律4、生产机械的负载转矩特性 5、直

7、流电动机转速和其他参 量之间的稳态关系可表示为： 6U IR nKe从上式可以看出，调节电动机的转速有三种方法：U o 3）减弱励磁磁通）改变电 2.1）调节电枢供电电压。 Ro对 于F范围内无级平滑调速的系统来说，枢回路电阻调节电枢供电电压的方式最好。.本章思考题：比较三种调速方法的优缺点。小结中国矿业大学授课教案第2章转速反馈控制的直流调速系统电动机系统一2.1.1晶闸管第2次课/学时2学时教学目的及要求1 .掌握晶闸管一电动机系统的机械特性及传递函数。2 .熟悉晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数系统触发脉冲的相位控制及抑制电流脉动的措施。3.了解V-M点重教学重点是晶闸管1.一电动

8、机系统的机械特性及传递函数点学难教系统触发脉冲的相位控制及抑制电流脉动的措施。1.V-M排安及容内学教.视频内容论讨堂课系统机械特性，分为电流连续区和电流断续V-M完整的 区。由图可见：)当电流连续时，特性硬；1呈显著的非线性，理想空载特性很软，2)当电流断续时，转速翘得很高。晶闸管触发和整流装置的放大系数可以由工作范围内的特性斜率决定，计算方法是：Ud Ks Uc晶闸管装置的精确传 递函数为：)U(SsT0deK) W(Ssss)sU(c传递函数可近似成一阶惯性环节。KsW(s) si Tss本章思考题：为什么在V M系统中电流会出现断续的情况？小结n分界线连续区断续区，整流状态逆变状态/d

9、中国矿业大学授课教案第2章转速反馈控制的直流调速系统电动机系统变换器-2.1.2直流PWM第3次课/学时2学时教学目的及要求1 .掌握桥式可逆 PWM变换器工作原理。2 .熟悉直流脉宽调速系统的机械特性和PWM控制与变换器的数学模型。3.了解不可逆PWM变换器、和带制动电流通路的不可逆PWM变换器的工作原理 及特点。点重教学控制与变换器的数学模型。PWM直流脉宽调速系统的机械特性和点难学教.变换器工作原理。PWM桥式可逆及安排容教学内视频内容论讨堂课PWM调制就是把怛定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可 变的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出平均电压的大小。 与晶闸管装样，PWM装置可以近似

10、看成是一个一阶惯性环节：a)Ks (s)WsTs 1s本章思考题：为什么PWM电动机系统比 VM系统能够获得更好的动态性能。小结中国矿业大学授课教案第2章转速反馈控制的直流调速系统稳态调速性能指标和直流调速系统的机械特性2.2第4次课/学时2学时教学目的及要求1 .掌握转速控制的要求和稳态调速性能指标。2 .熟悉生产工艺对转速控制的要求，熟悉稳态性能指标以及之间的关系。3.掌握开环调速系统及其存在的问题。点重学教.1.稳态性能指标以及之间的关系。掌握开环调速系统及其存在的问题。2.点难教学及容安排教学内视频内容论讨课堂两个调速指标：调速范围和静差率。n nN smax D 1）调速范围2）静差

11、率nnomm）直流变压调速系统中调速范围、静差率和额定速降之间 3的关系：snN D） s（1 nN开环系统速降：IRdN n NCe举例计算，以量化的指标感性认识 开环系统的问题。本章思考题：开环调速系统存在的速降问题如何解决？小结中国矿业大学授课教案第2章转速反馈控制的直流调速系统转速反馈控制的直流调速系统2.2转速反馈控制直流调速系统的数学本K型2.3.1第5次课/学时2学时教学目的及要求1.掌握闭环直流调速系统稳态参数的计算方法。掌握闭环调速系统的组成及其静 性。2.掌握转速反馈控制直流调速系统的动态数学模型。特点学重教1.闭环调速系统的组成及其静特性。点难教学转速反馈控制直流调速系统

12、的动态数学模型。2.容及安排学教内视频内容论讨课堂转速负反馈闭环直流调速系统的静特性方程式：*URKKU IKKRI nppsnsdd nK( K)C1 (K1C( KC/)C1 epseee开环系统机械特性和闭环系统静特性的关系：sn D) D(1Kopop n Sopcicici 1 K1 K)%。授课教案原）"图2-21额定励磁下直流电动机的动态结构框图本章思考题:转速单闭环调速系统有哪些特点？改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么?7）肝1第2章转速反馈控制的直流调速系统转速反馈控制的直流调速系统2.3比例控制的直流调速系统2.3.2第6次课/学时2学时教学目的及要求1 .

13、掌握开环系统特性和闭环系统特性的关系2 .反馈控制规律三个基本特征。3.比例控制闭环直流调速系统的动态稳定性。点重教学点 难学教 1.开环系统特性和闭环系统特性的关系。比例控制闭环直流调速系统的动态稳定条件。2.排内学容及安教视频内容论讨课堂及7;S+l)反馈控制闭环直流调速系统的稳定条件：2T )T TT( smsK TTis右边称作系统的临界放大系数K,当K > K时，系统将crcr不稳定。本章思考题：比例控制的直流调速系统为什么会有静差？小结中国矿业大学授课教案第2章转速反馈控制的直流调速系统比例积分控制规律和无静差调速系统2.3.3第7次课/学时2学时教学目的及要求通过本节的学习

14、，使得学生能够掌握比例积分控制规律。由于积分功能的引入，使 控制系统具有无静差的特性。得点学重教比例积分控制规律。1.点难学教1.无静差直流调速系统。安容及排学教 内视频内容论讨堂课一、积分调节器和积分控制规律1.积分调节器)SU(1ex (S )W积分调节器的传递函数为：i SU(S)in积分调节器的特性如图所示：)L( 3 UU -20dB L/dB in ex UexmO3 1/U exUinO3 /2 兀-)3 (O t图b) Bode阶跃输入时的输出特性a)当转速在稳态时达采用积分调节器，、2转速的积分控制规律：到与给定转速一致，系统仍有控制信号，保持系统稳定运行，实现无静差调速。比

15、例调节器的输出只取决于输入偏3比例与积分控制的比较：、差量的现状；而积分调节器的输出则包含了输入 偏差量的全部历史。：比例积分控制综合了比例控制和积分二、 比例积分控制规律控制两种规律的优点，又克服了各自的缺点， 扬长避短，互相补充。比例部分能迅速响应控制作用，积分部分则最终消除稳态偏差。*三、无静差直流调速系统及其稳态参数计算U maxn n转速反馈系数：max本章思考题:比例积分控制的直流调速系统为什么会无静差？小结中国矿业大学授课教案第2章转速反馈控制的直流调速系统直流调速系统的稳态误差分析2.3.3直流调速系统的数字控制2.4微机数字控制的特殊问题2.4.1第8次课/学时2学时教学目的

16、及要求1 .三种调节器在阶跃给定输入的稳定误差；2 .扰动引起的稳态误差3.数字控制的特点点重教学1.三种调节器的调速系统在阶跃给定输入的稳定误差比较分析。点难学教教学内容及安排视频内容论讨课堂一、阶跃给定输入和扰动引起的稳定误差1）由扰动引起的稳态误差取决于误差点与扰动加入点之间的传递函数。比例控制的调速系统，该传递函数无积分环节，故存2）在扰动引起的稳态 误差，称作有静差调速系统；3）积分控制或比例积分控制的调速系统，该传递函数具有积分环节，所以由阶跃扰动引起的稳态误差为，0称作无静差调速系统。三、微机数字控制系统的主要特点是：离散化和数字化：离散化和数字化的结负面效应：时间上和量值上的不

17、连续性。数字量化：量化的原则：在保证不溢出的前提下，精度 1.K越高越好。可用存储系数来显不量化 的精度采样频率的选择 2.）采样定理。在一般情况下，可以令 采样香农（ShannoniT为控制对象的最小时间常数。周期，T Tminm（410）3.微机数字控制系统的输入与输出变量可以是模拟 量，也可以是数字量。本章思考题：?闭环调速系统有哪些基本特征.小结中国矿业大学授课教案第2章转速反馈控制的直流调速系统转速检测的数字化2.4.2第9次课/学时2学时教学目的及要求掌握三种基本的数字测速方法，各自的特点、性能指标及应用场合。点重教学1.数字测速指标：分辨率、误差率。法测速。M/T法测速，T法测速

18、，2. M点难教学排安及容内学教.视频内容论讨堂课3.3.1数字测速指标1 .分辨率改变一个计数字所对应的转速变化量来表示分辨率，用符说明该测速方法的分辨能力越越小，。Q号Q表示。n n Q12强。.测速误差率2之比定义为测速转速实际值和测量值之差与实际值nn n测速误差率反映了测速方法的准确性，误差率，% 100 n越小准确度越高。M法测速3.3.2,用以计算时间内旋转编码器输出的脉冲个数M测取Tic这段时间内的平均转速， M60 ir/minn称作M法测速电机的转速为 ZTc1 100 % %M法测速的分辨率：m，xMi6o M法测速误差率：Qzt法测速适用于高速段。M。法测速：记录编码器

19、两个相邻输出脉冲间的高频T3.3.3:为高频脉冲频率。电机转速脉冲个数M, f02f60 2 Zn法测速的分辨率：T°r/minn QZn 60fzM。1T法测速误差率：2 %100% max1M 2 T法测速适用于低速段。M/T法测速3.3.4时间内旋转编码器输法结合起来，既检测T把M法和Tc又检测同一时间间隔的高频时钟脉冲个数，出的脉冲个数M1法测速。M,用来计算转速，称作M/Tf60MM60 2°11r/minn电机转速ZMZT，本章思考题：小结中国矿业大学授课教案第3章 转速、电流反馈控制的直流调速系统3.1转速、电流双闭环调速系统的组成及其静态特性双闭环直流调速系

20、统的动态数学模型和动态性能分析3.2学时/次课10第学时2教学目的及要求1 .掌握双闭环直流调速系统的静特性。2 .熟悉各变量的稳态工作点和稳态参数计算。动过程及其分析方法（调节器饱和及、双环影响）3.通过本节学习，使同学掌握双环系统起 系统抗扰性能及两个调节器的作用不饱的点重学教双闭环直流调速系统的静特性。1.2.转矩控制的概念，双闭环系统的分析方法。点 学难教双环系统起动过程及其波形，波形的各关键点，双环系统抗扰性能分析。1.学内容及安排教视频内容论讨课堂一、转速、电流双闭环调速系统组成 由根据要求，将电流、转速调节器分别用两个调节器，转速环的输出作为于是调速系统，所以转速环为外环，电流环

21、的给定。二、转速、电流双闭环调速:y :一,I ICrTrH系统的稳态结构框图和静特性静特性分转速调节器（ASR）不饱和和饱和两部分讨论。三、起动过程分析电流上升阶段：由于转速变化慢，转速调节器很快饱和。（2）转速上升阶段：电机在最大电流下以恒加速度升速。（3）转速调整阶段：当电机转速上升到给定转速时，ASR退饱和。起动过程特点：饱和非线性控制、转速必又超调、准时间最优控制达到了优化起动过程的要求。 本章思考题：由于机械原因，造成转轴堵死，试分析双闭环直流调速系统的工作状态。小结中国矿业大学授课教案第3章 转速、电流反馈控制的直流调速系统转速、电流反馈控制的直流调速系统的设计3.3第11次课/

22、学时2学时教学目的及要求通过本节学习，使同学掌握工程设计方法的思路、典型系统的性能指标 及非典型系统的典型化一一些环节的近似处理，掌握电力传动系统的工 程设计方法。点重学教1.工程设计方法的基本思路，典型系统的性能指标及参数变化对系统性能 影响的趋势。点学难教教学内容及安排视频内容论堂讨课一.工程设计方法的基本思路一一确保系统稳定选择调 节器的结构一一尽量采用典型系1.统选择调节器的参数一一2.满足系统性能指标二.控制系统动态性能指标 .1跟 随性能指标：超调量、上升时间及调整时间 抗扰性能指标：动 态降落及恢复时间2.二.典型系统及具相应的性能指标1 .典型I型系统结构及其性能指标2 .典型

23、II型系统结构及其性能指标非典型系统典型化：包括调节器结构选择和传递函数四.的近似处理本章思考题：典型I型、典型II型性能区别及原因。小结中国矿业大学授课教案第3章转速、电流反馈控制的直流调速系统按工程设计方法设计双闭环调速系统的转速调节器和电流调节器3.4第12次课/学时2学时教学目的及要求通过本节学习，使同学掌握工程设计方法的思路、典型系统的性能指标 及非典型系统的典型化一一些环节的近似处理，掌握电力传动系统的工 程设计方法。点学重教1.电流环、转速划、的设计。点难教学1.退饱和超调量的计算。及安排内教学容视频内容论堂讨课电流调节器设计：1.电流环结构图的简化：2.电流调节器结构的选择 3

24、.电流调节器参数的计算转速调节器的设计：1 .电流环的近似（降阶近似，需校验），将电流环近 似为一阶惯性环节。2 .转速调节器结构选择电流调节器参数的计算. 3本章思考题：电流调节器和速度调节器为什么要分别按照典型I型、典型II型设计，可否反过来设计。小结中国矿业大学授课教案第4章 可逆控制和弱磁控制的直流调速系统可逆调速系统 PWM 直流4.1第13次课/学时2学时教学目的及要求1.了解为什么需要可逆调速系统以及了解可逆直流调速系统。桥式PWM组成原理、速度反向的过渡过程和能量回馈。2.熟悉 可逆直流 调速系统的组成PWM单片机控制3.点重教学桥式PWM变换的原理速度反向时的工作过程。 ：点

25、难教学排安及容内学教.视频内容论讨堂课一、桥式可逆PWM变换器电路：二、电动机反向 轨迹：三、微机数字控制双闭环直流PWM调速系统硬件结构 本章思考题：分析直流脉宽调速系统的不可逆和可逆电路的区别。小结中国矿业大学授课教案第4章可逆控制和弱磁控制的直流调速系统4.2 V-M可逆直流调速系统4.2.1 V-M可逆直流调速系统的主回路及环流可逆直流调速系统的控制4.2.2 V-M第14次课/学时2学时教学目的及要 求.1.熟悉有环流控制的可逆晶闸管 -电动机系统及其控制。 系统。V-M2. a = 0配合控制的有环流可逆点重教学点难教学排教学内容及安视频内容论堂讨课一、电动机系统有环流控制的可逆晶

26、闸管-1.两组晶闸管装置反并联线路与可逆 V-M系统的四象限运行2. V-M系统反并联可逆线路的工作状态3.可逆V-M系统中的环流问题二、有环流控制的可逆晶闸管-电动机系统1. a = 0配合控制的有环流可逆V-M系统本章思考题：小结中国矿业大学授课教案第4章可逆控制和弱磁控制的直流调速系统4.2 V-M可逆直流调速系统4.2.3转速反向的过渡过程分析学时/次课15第学时2教学目的及要求1 .熟悉无环流控制的可逆晶闸管-电动机系统及其控制。2 .转速反向的过渡过程分析点重学教转速反向的过渡过程的三个阶段。-电动机系统及其控制；无环流控制的可逆晶闸管点难学教容教学内及安排视频内容论讨课堂一、无环

27、流控制的可逆品闸管-电动机系统 逻辑控制 无环流可逆调速系统的组成和工作原理 1. 2.无环 流逻辑控制环节 二、转速反向过渡过程分析 、本组 逆变阶段12、它组整流阶段3、它组逆变阶段本章思考题：逻辑无环流从高速制动到低速时需经过几个象限？相应电动机与晶闸管状态如何？小结中国矿业大学授课教案第5章基于稳态模型的异步电动机调速系统异步电动机稳态数学模型和调速方法5.1学时/次课16第学时2教学目的及要求1 .熟悉异步电动机稳态数学模型。2 .熟悉异步电动机调速系统的三种分类及其优缺点。点学重教异步电动机调速系统的优缺点；异步电动机调速系统的分类及其优缺点。点学难教容及安排教学内视频内容论堂讨课

28、一、异步电动机稳态等效电路三、异步电动机的调速方法 ：改变电动机参数、电源电压和电源频率（或角频率）本章思考题:小结中国矿业大学授课教案第5章基于稳态模型的异步电动机调速系统异步电动机的调压调速52第17次课/学时2学时教学目的及要求1 .了解异步电动机改变电压时的机械特性。2 .了解闭环控制的调压调速系统。点重教学异步电动机改变电压时的机械特性。点难学教及教学内容安排视频内容论 堂讨课一、 异步电动机改变电压时的机械特性。'2sn3URrps T e22'2'2 LL RsR s 化区 二、转速闭环控制的交流调压调速系统静特性。UsN本章思考题：对于恒转矩负载，为什么

29、调压调速的调速范围不大?小结中国矿业大学授课教案第5章基于稳态模型的异步电动机调速系统异步电动机的变压变频调速5.3第18次课/学时2学时教学目的及要求1.了解异步电动机变压变频调速的控制特性。2.掌握变压变频调速的基本原理和控制方法。 熟悉基频以下电压补偿控制。3.点学重教/E控制，恒磁，恒转矩调速；基频基频以下：恒压频比，恒控制，恒/Eg以上：电压恒定，弱磁恒功率调速。点难学教安容及排学教 内视频内容论讨课堂基频以下调速 6.2.1 Uf从额保持不变，当频率smlUsNb带针蚂襁-Ef常定值向下调节时，使g 1Nfa切偿-1值，采用电动势频率比为恒值 的控O忽略当电动势值较高时，制方式。f

30、llN定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压，则得E Ugs,这是恒压频比的控制方式。带定子压降补偿的恒压5常值。频比控制特，住示于图中的b线，无补偿的控制特性则为a线。6.2.2基频以上调速 U®，“恒转矩调速恒功率调速频率从在基频以上调 速时，UsN持，保升向上高 flNmN,使磁通与频率成 UU UsmsNs反比地 降低，相当于直流电机弱磁升速的情况。把基频fO5以下和基频以上两种情况的控制特性画在一起，如图所示。在基频以下，属于“恒转矩调速” 性质，而在基频以上，转速 I恒功率调速“升高时磁通降低，基本上属于本章思考题：变频调速为何要与电压协调控制，可否保持电压恒定？小结中

31、国矿业大学授课教案第5章基于稳态模型的异步电动机调速系统5.4电力电子变压变频器5.4.1交-直交PWM变频器主回路 5.4.2正弦波脉宽调制（SPWM）技术第19次课/学时2学时教学目的及要求1 .了解电力电子变压变频器结构类型。2 .掌握脉宽调制（PWM）技术的基本原理及实现方法，掌握握 CFPWM3.SPWM技术。技术。掌点重教学技术的原理。CFPWMSPWM技术和点难教学排安及容内学教.视频内容论讨堂课一、正弦波脉宽调制（SPWM）技术，以频率比调制波 以正弦波作为调制波 （Modulation wave ）,由它们的交点高得多 的等腰三角波作为载波（Carrier wave确定逆变器

32、开关器件的通 断时刻，从而获得两边窄中间宽的一系列等幅不等宽的矩形波。按照波形面积相等的原则，每一个矩形波的面积与相应位置的正弦波面积相等，因而这个序列的矩形波与期望的正弦波Sinusoidal pulse等效。这种调制方法称作正弦波脉宽调制（SPWM这种序列的矩形波称作SPWM简称），widthmodulation ,波。二、电流跟踪 PWM （CFPWM , Current Follow PWM ）的控制方法在原来主回路的基础上，采用电流闭环控制，使实际电流快速跟随给定值。本章思考题:小结中国矿业大学授课教案第5章基于稳态模型的异步电动机调速系统5.4电力电子变压变频器5.4.4电流跟踪P

33、WM控制技术5.4.5电压空间矢量 PWM(SVPWM)控制技术第20次课/学时2学时教学目的及要求)控制技术。SVPWM 熟悉电压空间矢量 PWM (1.点重学教.1.电压空间矢量 PWM (SVPWM )控制技术：空间矢量的定义，电压与磁链空间矢量的关系，六拍阶梯波逆变器与正六边形空间旋转磁场。点难教学控制SVPWM1.电压空间矢量的线性组合与容及安排教学内视频内容论讨课堂一、电压空间矢量PWM (SVPWM)控制技术(或称 磁链跟踪控制技术)把逆变器和交流电动机视为一体，按 照跟踪圆形旋转磁场来控制逆变器的工作，这种控制方法称作“磁链跟踪控制”，磁链的轨迹是交替使用不同的电压空间矢量得到

34、的，所以又称“电压空间矢量 PWM (SVPWM , Space VectorPWM)控制”。1.空间矢量的定义 2.电压与磁链空间矢量的 关系3 .六拍阶梯波逆变器与正六边形空间旋转磁场4 .电压空间矢量的线性组合与SVPWM控制本章思考题：论述下三种调制策略的基本特征、各自的优缺点小结中国矿业大学授课教案第5章基于稳态模型的异步电动机调速系统 环变压变频调速系统转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统5.6 5.5转速开第21次课/学时2学时教学目的及要求1 .了解数字控制通用变频器 -异步电动机调速系统原理图，各主要环节的功能。2 .掌握转差频率控制的基本概念和控制规律，转差频率控制的变压

35、变频调速系统的实现，转差频率控制的变压变频调速系统的优点与不足之处。理解转差频率控制的基本概念。3.点重学教.转差频率控制的基本概念，率控制的变压变频调速系统基于异步电动机稳态模型的转差频率控制规律，转差O1.频点学难教内容及安排教学视频内容论讨课堂-一一一、转速开环恒压频比控制调速系统通用变频器步电动 机调速系统，包含着两方面的含义：一是可以和通用的笼所谓“通用”型异步电动机配套使用；二是具有多种可供选择的功能， 适用 于各种不同性质的负载。变频器的控制电路大都是以微处 理器为核心的PWM现代数字电路，其功能主要是接受各种设定 信息和指令，再根据它们的要求形成驱动逆变器工作的PWM缶号。一、

36、转速闭环转差频率控制的艾压及频调速系 统转速开环变频调速系统可以满足平滑调速的要求，但静、动态性能都有限，要提高静、动态性能，要用转速反馈闭环控制。1 .转差频率控制的基本概念：控制转差频率就代表控制转矩， 这就是转差频率控制的基本概念。2 .基于异步电动机稳态模型的转差频率控制规律：转差频T基本上与在的范围内，转矩率控制的规律是：（1）sems成正比，条件是气隙磁通不变。（2）在不同的定子电流值时，按函数关系控制定子电压和频率，就能保持气隙磁）I,U f（ss1通恒定。m3.转差频率控制的变压变频调速系统本章思考题：总结转速闭环转差频率控制系统的控制规律。小结中国矿业大学授课教案第6章基于动

37、态模型的异步电动机调速系统6.1-6.3异步电动机的多变量数学模型和坐标变换第22次课/学时2学时教学目的及要求1 .了解三相异步电动机在两相坐标系上的数学模型。2 .掌握异步电动机动态数学模型的多变量非线性性质，坐标变换的基本方法。理解异步电动机动态数学模型的性质。3.点重教学异步电动机动态数学模型的性质，三相异步电动机的多变量非线性数学模型，坐标变换和变换矩阵，相异步电动机在两相坐标系上的数学模型。点难教学及安排学教内容视频内容论讨课堂一、 异步电动机动态数学模型的性质交流电动机的数 学模型和直流电动机模型相比有着本质上的区别，总起来说，异步电动机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的

38、多变量系统。二、三相异步电动机的多变量非线性数学模型异步电动机数学模型的性质：(1)除负载转矩输入外，异步电动机可以看成一个双u和定子输入角频率输入双输出的系统，输入量是电压向量。o和转子角速度，输出量是磁链向量1 (2)电流乘磁通广生转矩，转速乘磁通得到感应电动势。 它们都是同时变化的， 在数学模型 中就含后两个变量的乘积项， 数学模型是非线性的。 电动势和电 磁转矩的非线性关系和直流电动机弱磁控制的情况相似，只是关系更复杂一些。(3)定子有二个绕组，转子也可等效为二个绕组， 每个绕组产 生磁通时都有自己的电磁惯性， 再算上运动系统的机电惯性， 和 转速与转角的积分关系，是一个八阶系统。三、坐标变换和变换矩阵异步电动机数学模型之所以复杂，关键是因为有一个复杂的66电感矩阵，它体现了影响磁链和受磁链影响的复杂 X关系。因此， 要简化数学模型，须从简化磁链关系入手。本章思考题：思考异步电动机非线性、强耦合和多变量的性质，并说明具体体现在哪些方面？小结中国矿业大学授课教案第6章基于动态模型的异步电动机调速系统6.4-6.5 异步电动机在正交坐标系上的动态数学模型和状态方程学时/次课23第学时2教学目的及要求1.了解三相异步电动机在两相坐标系上的数学模型。了解三相异步电动机在两相坐