电力拖动与运动控制系统B教案

中国矿业大学

授课人：王颖杰系:部）：电气系系主任：邓先明2022年03月28日

电气工程及自

课程名称电力拖动与运动控制系统B总学时数56合用专业

动化

学分

课程编号年级

数

必修课校级公共课（）；专业基础课（Y）；专业核心课（）

课程类型

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（4）：考查（）

电力拖动自动控制系统（第四出版社及机械工业出版社

教材名称作者阮毅

版）出版时间2022年01月

学时分配

课堂

教学内容课堂讨论录像实验合计

讲授

第1章绪论及直流调速系统引言部份2

第2章转速反馈控制的直流调速系统

2

2.1.1晶闸管一电动机系统

2.1.2直流PWM变换器-电动机系统2

2.2稳态调速性能指标和直流调速系统的机械

2

特性

2.3转速反馈控制的直流调速系统

2

2.3.1转速反馈控制直流调速系统的数学模型

2.3.2比例控制的直流调速系统2

2.3.3比例积分控制规律和无静差调速系统2

2.3.3直流调速系统的稳态误差分析

2.4直流调速系统的数字控制2

2.4.1微机数字控制的特殊问题

2.4.2转速检测的数字化2

第3章转速、电流反馈控制的直流调速系纵

3.1转速、电流双闭环调速系统的组成及其静

态特性2

3.2双闭环直流调速系统的动态数学模型和

动态性能分析

3.3转速、电流反馈控制的直流调速系统的设2

计

3.4按工程设计方法设计双闭环调速系统的2

转速调节器和电流调节器

第4章可逆控制和弱磁控制的直流调速系统2

总学时数56合用专业电气端及自

课程名称电力拖动与运动控制系统B

4.1直流PWM可逆调速系统

4.2V-M可逆直流调速系统2

4.2.1V-M可逆更流调速系统的主回路及环流

4.2.2V-M可逆直流调速系统的控制

4.2.3转速反向的过渡过程分析2

第5章基于稳态模型的异步电动机调速系统2

5.1异步电动机稳态数学模型和调速方法

5.2异步电动机的调压调速2

5.3异步电动机的变压变频调速2

5.4电力电子变压变频器2

5.4.1交-直交PWM变频器主网路

5.4.2正弦波脉宽调制(SPWM)技术

5.4.4电流跟踪PWM控制技术2

5.4.5电压空间矢量PWM(SVPWM)控制技术

5.5转速开环变压变频调速系统2

5.6转速闭环转差频率控制的变压变频调速系

统

第6章基于动态模型的异步电动机调速系统2

6.1-6.3异步电动机的多变量数学模型和坐标

变换

6.4-6.5异步电动机在正交坐标系上的动态数2

学模型和状态方程

6.6基于动态模型按转子磁链定向的矢量控2

制系统

6.7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

2

验

实验3SPWM电压源型变频调速实验2

参考书目：

《电力拖动控制系统》，马志源著，科学出版社，2004o

《机电学》，胡虏生著，中国电力出版社,2022。

《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

第1章绪论及直流调速系统引言部份

第1次课/学时2学时

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

教学目的及要求

3.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

速中的关键作用。

1.电力拖动自动控制系统的应用以及三种调速方法

教学重点

教学难点

教学内容及安排视频内容课堂讨论

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、住手、正反转、调速

等任务，使被拖动机械按预定方式运行，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。

电气传动在国民经济起着重要作用，广泛用于冶金、轻工、

矿山、石化、航空航天等行梯，以及日常牛活中,用电量占我

国总发电量的60%以上，产品以每年15%的速度递增，市场前景

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

4.运动控制系统的转矩控制规律

5、生产机械的负载转矩特性

6、直流电动机转速和其他参量之间的稳态关系可表示为：

U-IR

n=------

K（1）

e

从上式可以看出，调节电动机的转速有三种方法：

1）调节电枢供电电压U。2.）减弱励磁磁通小。3）改变电

枢回路电阻R。对于一定范围内无级平滑调速的系统来说，

调节电枢供电电压的方式最好。

本章思量题：

比较三种调速方法的优缺点。

小结

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第2章转速反馈控制的直流调速系统

2.1.1晶闸管一电动机系统

第2次课/学时2学时

1.掌握晶闸管一电动机系统的机械特性及传递函数。

.熟悉晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数

教学目的及要求2

3.了解V-M系统触发脉冲的相位控制及抑制电流脉动的措施。

1.重点是晶闸管一电动机系统的机械特性及传递函数

教学重点

1.V-M系统触发脉冲的相位控制及抑制电流脉动的措施。

教学难点

教学内容及安排视频内容课堂讨论

完整的V-M系统机械特件,分为电留连续区和电流断续

区。由图可见：

1）当电留连续时，特性硬；

2）当电流断续时，特性很软，呈显著的非线性，理想空考

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：AU

&二k

c

品闸管装各的拈确代

递函数为：81皿

收4

Q⑸二犒二9

CL

传递函数可近似成一阶

惯性环节。

W⑸

s1+Ts

C

本章思量题：

为什么在V—M系统中电流会浮现断续的情况？

小结

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第2章转速反馈控制的直流调速系统

2.1.2直流PWM变换器-电动机系统

第3次课/学时2学时

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。

教学目的及要求

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。

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。

教学重点

桥式可逆PWM变换器工作原理。

教学难点

教学内容及安排视频内容课堂讨论

PWM词制就是把恒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。

山［学

4Pl!

I

a)

与品闸管装置一样，PWM装置可以近似看成是一个一阶

惯性环节：

W⑸乏」

sTs+1

S

本章思量题：

为什么PWM—电动机系统比V—M系统能够获得更好的动态性能。

小结

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第2章转速反馈控制的直流调速系统

2.2稳态调速性能指标和直流调速系统的机械特性

第4次课/学时2学时

1.掌握转速控制的要求和稳态调速性能指标。

教学目的及要求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。

1.稳态性能指标以及之间的关系。

教学重点2.掌握开环调速系统及其存在的问题。

教学难点

教学内容及安排视频内容课堂讨论

两个调速指标：调速范围和静差率，

nAn

1）调速范围口二T2）静差率S=T

min0

3）直流变压调速系统中调速范围、静差率和额定速降之同

的关系：s

D=-n1$

An（1-s）

N

开环系统速降：

IR

An=-aw—

NC

e

举例计算，以量化的指标感性认识开环系统的问题。

本章思量题：

开环调速系统存在的速降问题如何解决？

小结

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第2章转速反馈控制的直流调速系统

2.2转速反馈控制的直流调速系统

2.3.1转速反馈控制直流调速系统的数学模型

第5次课/学时2学时

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

特性。

教学目的及要求

2.掌握转速反馈控制直流调速系统的动态数学模型。

1.闭环调速系统的组成及其静特性。

教学重点

2.转速反馈控制直流调速系统的动态数学模型。

教学难点

教学内容及安排视频内容课堂讨论

转速负反馈闭环直流调速系统的静特性方程式：

KKU­—IRKKU•RI

n=------P~~s~~n0-------=—4J-6~ft—：--------4--

C(1+KKa/C)C(1+K)C(1+K)

开环系统机械特性和闭环系统静特性的关系:

a)

b)

c)

图2-21额定励磁下直流电动机的动态结构框图___________________

本章思量题：

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？

小结

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第2章转速反馈控制的直流调速系统

2.3转速反馈控制的直流调速系统

2.3.2比例控制的直流调速系统

第6次课/学时2学时

1.掌握开环系统特性和闭环系统特性的关系

.反馈控制规律三个基本特征。

教学目向及要求2

3.比例控制闭环直流调速系统的动态稳定性。

教学重点

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。

教学难点2

教学内容及安排视频内容课堂讨论

州7)$川)

U；(s)cM/n(n如J忆⑴息I1/白C.

Kp♦⑤a+l

—6疗〃2+1

反馈控制闭环直流调速系统的稳定条件：

T(T+T)+T2

K<E千丁丁3

1S

右边称作系统的临界放大系数Kcr当K>Kcr时，系统将

不稳定。

本章思量题：

比例控制的直流调速系统为什么会有静差？

小结

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第2章转速反馈控制的直流调速系统

2.3.3比例积分控制规律和无静差调速系统

第7次课/学时2学时

通过本节的学习，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

教学目的及要求得控制系统具有无静差的特性。

1.比例积分控制规律。

教学重点

1.无静差直流调速系统。

教学难点

教学内容及安排视频内容课堂讨论

一、积分调节器和积分控制规律

1.积分调节器u⑸1

积分调节器的传递函数为：Wj⑥=]]沟二语

积分调节器的特性如图所示：M

2、转速的积分控制规律：采用积分调节器，当转速在稳态时达

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。

3,比例与积分控制的比较：比例调节器的输出只取决于输入偏

差量的现状；而积分调节器的输出则包含/输入偏差量的全部

历史。

二、比例积分控制规律：比例积分控制综合了比例控制和积分

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。比例部份能迅速响应控制作用，积分部份则最终消除稳

态偏差。

三、无静差直流调速系统及其稳态参数计算_U-

a——C

本章思量题:

比例枳分控制的直流调速系统为什么会无静差?

小结

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第2章转速反馈控制的直流调速系统

2.3.3直流调速系统的梯态误差分析

2.4直流调速系统的数字控制

2.4.1微机数字控制的特殊问题

第8次课/学时2学时

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

教学目的及要求

3.数字控制的特点

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。

教学重点

教学难点

教学内容及安排视频内容课堂讨论

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。

2）比例控制的调速系统，该传递函数无积分环节，故存

在扰动引起的稳态误差，称作有静差调速系统；

3）枳分控制或者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连续

性。

1.数字量化：量化的原则：在保证不溢出的前提下，精度

越高越好。可用存储系数K来显示量化的精度

2.采样频率的选择

香农（Shannon）采样定理。在普通情况下，可以令采样

应期1,T为控制对象的最小时间常数。

Tsam（4〜10）1ms

3.微机数字控制系统的输入与输出变量可以是摹拟量，也

可以是数字量。

本章思量题：

闭环调速系统宥哪些基本特征？

小结

中黑品业大学

第2章转速反馈控制的直流调速系统

2.4.2转速检测的数字化

第9次课/学时2学时

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。

教学目的及要求

1.数字测速指标：分辨率、误差率。

教学重点2.M法测速，T法测速，M/T法测速。

教学难点

教学内容及安排视频内容课堂讨论

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

号Q表示。Q=n-n°Q越小，说明该测速方法的分辨能力越

21

强。

2.测速误差率

转速实际值和测量值之差加与实际值n之比定义为测速

误差率，6%-Px100%,测速误差率反映了测速方法的准确性，

越小准确度越蒿。

3.3.2M法测速

测取Tc时间内旋转编码器输出的脉冲个数用以计算

这段时间内的平均转速，60M

称作M法测速机电的转速为"=示lr/min

M法测速的分辨率：6%=J100°%

maxM

M法测速误差率：601

Q=--------

M法测速合用于高速段。

3.3.3T法测速：记录编码器两个相邻输出脉冲间的高频

脉冲个数M2,f0为高频脉冲频率。机电转速：

T法测速的分辨率.：n=60fnr/min

ZM

T法测速误差率：s%＞工“100%2

T法测速合用于低速段。Mr1

3.3.4M/T法测速

把M法和T法结合起来，既检测T。时间内旋转编码器输

出的脉冲个数M1,又检测同一时间间隔的高频时钟脉冲个数

M2,用来计算转速，称作M；T法测速60M60Mf

机电转速n=ZT1=ZM'c"min

本章思量题：

小结

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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

3.2双比环直流调速系统的动态数学模型和动态性能分析

第10次课/学时2学时

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。

教学目的及要求

3.通过本节学习，使同学掌握双环系统起动过程及其分析方法（调节器饱和及

不饷的影响）、双环系统抗扰性能及两个调节器的作用

1.双闭环直流调速系统的静特性。

教学重点2.转矩控制的概念，双闭环系统的分析方法。

1.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。

教学难点

教学内容及安排视频内容课堂讨论

-转速、调速系统组成

根据要求，将电流、转速调节器分别用两个调节器，由

于是调速系统，所以转速环为外环，转速环的输出作为

电流环的给定。

二、雌磁

系统的稳态结构框图和静

雌

静特性分转速调节器(ASR)

不饱和和饱和两部份讨论。

三、起动过程分析

⑴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：机电在最大电流下以恒加速度升速。(3)转速

调整阶段：当机电转速上升到＞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。

本章思量题：

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

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第3章转速、电流反馈控制的直流调速系统

3.3转速、电流反馈控制的直流调速系统的设计

第11次课/学时2学时

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

教学目的及要求

程设计方法。

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

教学重点影响的趋势。

教学难点

教学内容及安排视频内容课堂讨论

-.工程设计方法的基本思路

1.确保系统稳定一一选择调节器的结构一一尽量采用典型系

统

2.满足系统性能指标一一选择调节器的参数

二.控制系统动态性能指标

1.尾随性能指标：超调量、上升时间及调整时间

2.抗扰性能指标：动态降落及恢复时间

三.典型系统及其相应的性能指标

1.典型I型系统结构及其性能指标

2.典型II型系统结构及其性能指标

叫三膜型系统典型化：包括调节器结构选择和传递函数

的近似处理

本章思量题：

典型I型、典型II型性能区别及原因。

小结

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第3章转速、电流反馈控制的直流调速系统

3.4按工程设计方法设计双闭环调速系统的笠速调节器和电流调节器

第12次课/学时2学时

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

教学目的及要求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。

1.电流环、转速环的设计。

教学重点

1.退饱和超调量的计算。

教学难点

教学内容及安排视频内容课堂讨论

电流调节器削:

1.电流环结构图的简化：

2.电流调节器结构的选择

3.电流调节的计算

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

3.电流调节器参数的计算

本章思量题：

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C

小结

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第4章可逆控制和弱磁控制的直流调速系统

4.1直流PWM可逆调速系统

第13次课/学时2学时

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。

教学目的及要求2.熟悉桥式PWM组成原理、速度反向的过渡过程和能量回馈。

3.单片机控制PWM可逆直流调速系统的组成

桥式PWM变换的原理：速度反向时的工作过程。

教学重点

教学难点

教学内容及安排视频内容课堂讨论

中国矿业大学

第4章可逆控制和弱磁控制的宜流调速系统

4.2V-M可逆直流调速系统

4.2.1V-M可逆直流调速系统的主回路及环流

4.2.2V-M可逆直流调速系统的控制

第14次课/学时2学时

1.熟悉有环流控制的可逆晶闸管-电动机系统及其控制。

二配口合控制的有环流可逆系统。

教学目的及要求2.aV-M

教学重点

教学难点

教学内容及安排视频内容课堂讨论

一、有环流控制的可逆晶闸管-电动机系统

1.两组晶闸管装置.反并联路线与可逆V-M系统的四象限运

行

2.V-M系统反并联可逆路线的工作状态

3.可逆V-M系统中的环流问题

二、行环流控制的可逆晶闸管-电动机系统

1.c（二配B合控制的有环流可逆V-M系统

本章思量题:

小结

中国矿业大学

第4章可逆控制和弱磁控制的直流调速系统

4.2V-M可逆直流调速系统

4.2.3转速反向的过渡过程分析

第15次课/学时2学时

1.熟悉无环流控制的可逆晶闸管・电动机系统及其控制。

转速反向的过渡过程分析

教学目的及要求2.

无环流控制的可逆品闸管-电动机系统及其控制：转速反向的过渡过程的三个阶段。

教学重点

教学难点

教学内容及安排视频内容课堂讨论

一、无环流控制的可逆晶闸管・电动机系统

1.逻辑控制尢坏流可逆调速系统的组成和工作原理

2.无环流逻辑控制环节

二、转速反向过渡过程分析

1、本组逆变阶段

2、它组整流阶段

3、它组逆变阶段

本章思量题：

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

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第5章基于稳态模型的异步电动机调速系统

5.1异步电动机稳态数学模型和调速方法

第16次课/学时2学时

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。

教学目的及要求

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。

教学重点

教学难点

教学内容及安排视频内容课堂讨论

一、异步电动机稳态等效电路

/?.Us4

O_____1—V

f*丁

&|J降

叫

—•、异步电动机的机械特性

sn

1

0n\1

Sm

10

JT9

三、异步电动机的调速方法：改变电动机参数、电源电压

和电源病（率（或者角频率）

本章思量题：

小结

中国矿业大学

第5章基于稳态模型的异步电动机调速系统

5.2异步电动机的调压调速

第17次课/学时2学时

1.了解异步电动机改变电压时的机械特性。

教学目的及要求2.了解闭环控制的调压调速系统。

异步电动机改变电压时的机械特性。

教学重点

中国矿业大学

第5章基于稳态模型的异步电动机调速系统

5.3异步电动机的变压变频调速

第18次课/学时2学时

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。

教学目的及要求3.熟悉^频以下电压补偿控制。

基频以下：恒压频比，恒E/m控制，恒E/m控制，恒磁，恒转矩调速；基频

g1r1

教学重点

以上：电压恒定，弱磁恒功率调速。

教学难点

教学内容及安排视频内容课堂讨论

6.2.1基频以下调速

U

保持Q不变，当频率、从领8

U

5N

定值f向下调节时，使E常b一带定子压降

1N■jT

值，采用电动势频率比为恒'值的控

制方式。当电动势值较高时，忽略

01N

定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压UwE，则得

s9

1L堂宿，这是恒压频比的控制方式。带定子压降补偿的恒压

5=吊但

频比控制特性示于图中的b线，无补偿的控制特性则为a线。

6.2.2基频以上调速

在基频以上调速时，频率从

仙向上升高，保持

U=u，使磁通与频率成

ISN

反比地降低，相当于直流电

机弱磁升速的情况。把基频lc

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

升高时磁通降低，基本上属于“恒功率调速”。________________

本章思量题：

变频调速为何要与电压协调控制，可否保持电压恒定？

小结

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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变频器主网路542正弦波脉宽调制(SPWM)技术

第19次课/学时2学时

1.了解电力电子变压变频器结构类型。

教学目的及要求2.掌握脉宽调制(PWM)技术的基本原理及实现方法，掌握SPWM技术。

3.掌握CFPWM技术。

SPWM技术和CFPWM技术的原理。

教学重点

教学难点

教学内容及安排视频内容课堂讨论

一、正弦波脉宽调制(SPWM)技术

以正弦波作为调制波(Modulationwave),以频率比调制波

高得多的等腰三角波作为载波(Carrierwave),由它们的交点

确定逆变器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，于是这个序列的矩形波与期望的正弦波

等效。这种调制方法称作正弦波脉宽调制(Sinusoidalpulse

wdthmodulation,简称SPWM),这种序列的矩形波称作SPWM

波。

二、电流跟踪PWM(CFPWM,CurrentFollowPWM)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

快速尾随给定值。

HBC——VT|I

3.rp

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本章思量题:

小结

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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PWM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

1.熟悉电压空间矢量PWM(SVPWM)控制技术。

教学目的及要求

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

教学重点量的关系，六拍阶梯波逆变器与正六边形空间旋转磁场。

1.电压空间矢量的线性组合与SVPWM控制

教学难点

教学内容及安排视频内容课堂讨论

一、电压空间矢量PWM(SVPWM)控制技术(或者陈

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的，所以又称“电

压空间矢量PWM(SVPWM,SpaceVectorPWM)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

本章思量题：

论述下三种调制策略的基本特征、各自的优缺点。

小结

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第3章基于稳态模型的异步电动机调速系统

5.5转速开环变压变频调速系统5.6转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统

第21次课/学时2学时

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。

.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变频调速系统的

教学目的及要求2

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。

Q抑绍转首场索熔制的基木概念

1.转差频率控制的基本概念，基于异步电动机稳态模型的转差频率控制规律，转差

教学重点频率控制的变压变频调速系统。

教学难点

教学内容及安排视频内容课堂讨论

一、转速开环恒压频比控制调速系统一通用变频器-异

步电动机调速系统

所谓“通用”，包含着两方面的含义：一是可以和通用的笼

型异步电动机配套使用；二是具有多种可供选择的功能，合用

于各种不同性质的负载。

现代PWM变频器的控制电路大都是以微处理器为核心的

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信号。

二、转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统

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

率控制的规律是：（1）在^的范围内，转矩T。基本上与3。

smes

成正比，条件是气隙磁通不变。（2）在不同的定子电流值时，

按U函数关系控制定子电压和频率，就能保持气隙磁

通山恒定：9

再转差频率控制的变压变频调速系统

本章思量题：

总结转速闭环转差频率控制系统的控制规律。

小结

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第6章基于动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

1.了解三相异步电动机在两相坐标系上的数学模型。

教学目的及要求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。

3.理解异步电动机动态数学模型的性质。

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

教学重点变换和变换矩阵，相异步电动机在两相坐标系上的数学模型。

教学难点