电力拖动系统

电力拖动系统（共12篇）

电力拖动系统 篇1

当今世界各国的各项企业都在朝着深化改革, 调高竞争力的方向发展。从2001 年开始, 我国实行厂网分开, 竞价上网的政策。如今, 先前在垄断电力系统和行业的现象已经不复存在, 激烈的市场环境和竞争, 让电力企业努力提高发电效率, 降低电能损耗, 减少单位电量的生产成本。再加上, 中国近几年来提倡“节能减排”的政策, 电力行业也要响应政府的倡导, 积极成为一个环境友好型、资源节约型的企业公司。

1 电厂电力拖动系统节能研究

1.1 系统概念

由电动机作为原动机, 拖动生产机械运转的系统统称为电力拖动系统。发电厂的生产过程基本是机械化和自动化的, 它需要借助很多以电动机拖动的机械作为发电厂的主要设备和辅助设备, 由此可见, 电力拖动系统是电厂发电的重要设备, 作用极大。正因为如此, 电力拖动系统成为电厂能源耗损的首要构成部分。

1.2 研究的重要性

近年来, 我国电力企业改革进程不断加剧, 电力行业市场化趋势明显, 不再是过去被国家垄断的局面, 电力企业的竞争性和创新性更强。在这些因素的刺激下, 电厂想要生存和发展, 就要提高竞争力, 获取更多的市场效益。

改革开放以来, 在国家经济快速增长的同时, 资源过度开发浪费、环境污染等问题也跟经济的增长成正比, 这些生态问题不得不引起国家和政府的高度重视, 因此, 提出了“环保节能”和可持续发展的方案, 促进企业们良好健康的发展。

2 电力拖动系统节能方案

电动机、生产机械、电气控制系统、传动系统是电厂电力拖动系统的主要构成部分[1]。其中任意部分的运行情况都会对电力拖动系统的节能效果影响。特别是电动机中的电动机选择与改造、供电电能质量、日常运行维护这三面的影响更是显而易见, 所以文章将从这几方面重点分析。

2.1 电动机供电电能质量优化

由于电动机供电电能质量的好坏直接影响电能损耗的高低, 所以, 首当其冲的举措方案就是要优化电动机供电电能质量。

(1) 认真查看电动机在运行时的电压值, 将电压值控制在设计值以内, 可以偏差, 但是上下不能超过10%, 因为电压值不管是过低还是过高, 都会降低电动机的运行效率, 减少使用年限。

(2) 电动机额量降低, 是影响运行效率的另一个主要原因。有效办法是, 减少三相电压不平衡状况, 不允许不平衡度超过1%, 这是由于过大的不平衡额数会导致其定额量被降级, 最终影响其运行效率。

(3) 采取有效的补偿措施来确保电动机的运行功率是高因数。因为电动机运行时因数过低, 不仅会影响自身的运行效率, 也会阻碍与之相连的配电系统的速度。由于发电厂所用的电动机需要依靠大量的无功功率来运转, 一旦补偿措施失效就会导致电动机工作时的功率因数过低。无功补偿技术通常采用的方法是并联电容器组, 这个方法需要留意的是要采取相应的措施使电容器组的投入快速并且没有冲击。

(4) 利用无缘滤波器和补偿装置来降低供电电源的谐波, 是经常使用的方法。运用这两种设备就能让谐波一直处于较低状态。

(5) 想要减少电能在运行过程中损耗, 就要使用又高效且适宜的变压器。定期检查配电系统, 及时找到损耗的部位和区域, 才可以降低电能损失, 抑制谐波产生, 提高系统运行的稳定性。

2.2 电动机的选择与改造

(1) 选择大小合适的电动机, 预防出现“大马拉小车”的情况[1]。电动机的功率过大, 就会导致负载率过低, 要想电动机有效的运行, 就要选择负载率超过80%的电动机组;不同类型的电动机对应的目标任务要求也不尽相同。比如, 为了提高基于转子效率, 最好选择鼠笼式电动机, 如果是为了增加功率因素, 则优先考虑高速电动机, 或是为了超负载的情况下出于电压考虑, 就应该选择高压电动机;使用与设备运行速度相匹配的电动机也是选择的关键点之一, 在电厂里, 风机类和泵类电动机的能耗最高、吸收能量速度也是最快, 为了降低电动机吸收的电能量选择与运行速度相宜的电动机是重点, 如果经济条件允许, 应该将节能电动机作为首选;假设一台电动机工作超过15 年并且功率大于20 千瓦, 那么就要被淘汰, 这其中的原因就要牵涉到电动机的重绕和更换政策。电动机重绕是降低其效率和可靠性的重要因素, 电动机重绕时一定要选择质量高的绕线。而电动机的更换因素就更多了, 比如, 重绕费用超出节能电动机费用的一半以上, 或者重绕成本高出节能电动机的一半, 都应该更换电动机。

(2) 在改造电动机时, 主要从以下两个方面入手:第一, 及时的将电动机的普通绝缘槽楔更换成磁性槽楔, 能有效的改善电动机的气隙磁势波形, 降低空载电流, 提高电动机功率和使用寿命[2];第二, 应采取B级的环氧玻璃粉云母带绝缘, 这是针对于在定子线圈大修时, 含有沥青云母带浸胶绝缘的高压电动机。因为B级胶带经过浸胶处理, 有较厚的绝缘厚度, 再加上它是经过热模压固后成型的, 能够有效的将铜线的平均截面积可增大15%~20%[3]。

2.3 电动机日常运行维护

维修人员在对电动机进行检测时要根据电动机生产时的建议与标准来进行检测与维护, 并制定相应的检测与维护计划。在固定的时间对电动机的运行状况进行检测能够及时的发现电动机里存在的故障并予以排除, 从而保障电动机的高效运行[4]。比如:每天或者每周都对电动机具体运行时的状况进行检查:电动机运行时的声音是否正常, 频率是否标准、温度是否保持在正常水平等。每年都对电动机进行抗阻测量, 通过电动机的具体情况来判断电动机是否出现接地故障等情况。

在对电动机进行维护时, 要选择高质量的润滑油对电动机进行润滑, 但是在润滑的过程中要注意防止水或者异物对将要润滑的部位产生污染。最后, 将每台电动机运行的具体情况、测试数据与固定的维修技术以维护的时间为依据进行记录并建立档案, 为电动机日后的运行维护工作提供参考。

3 结束语

现阶段, 我国电力市场化的程度已经有了很大的提高, 资源却处于日渐枯竭的状态, 有效的减少电场中电力拖动系统的消耗, 应用科学技术手段, 提高电动机的节能装备和效应, 做好这方面的工作, 在今后电力行业发展生产中积极推行, 不仅能够为企业树立良好的市场形象和良好的社会效益, 也能为地球的生态贡献一份力量。所以, 电厂需要不断地切实提高拖动系统的节能水平。

摘要：如今随着发电企业市场化进程的加剧, 竞争力无处不在, 受外界和企业自身的冲击, 如何提高效益, 成为电力行业一大难题。电厂电力拖动系统节能措施就应时而生, 它是电厂提高竞争力以及缓解资源紧缺形势的要求。文章从电动机角度出发, 通过分析电动机节能措施提高电动拖动系统的节能性。

关键词：电厂,电动机,电力拖动系统,节能

参考文献

[1]王润才, 姚猛, 李宁宁.发电厂电力拖动系统的节能研究[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2015, 33 (16) :78-79.

[2]袁红.发电厂电力拖动系统的节能策略研究[J].山东工业技术, 2015, 21 (1) :45-46.

[3]王治臣.关于发电厂电力拖动系统的节能分析[J].科技展望, 2015, 56 (10) :56-57.

[4]刘琨, 刘念, 冉立.发电厂电力拖动系统的节能研究[J].四川电力技术, 2012, 32 (2) :12-13.

电力拖动系统 篇2

一、（共75题,共150分）

1.异步电动机在采用能耗制动时需要（）。（2分）A.转子回路串电阻 B.定子回路串电阻

C.把定子回路从电源断开，接制动电阻 D.定子回路通直流电流

标准答案：D

2.三相桥式交叉连接可逆调速电路需要配置（）个限环流电抗器。（2分）A.1 B.2 C.3 D.4 标准答案：B

3.闸管反并联可逆调速电路中采用

配合控制可以消除（）。（2分）

A.直流平均环流 B.静态环流 C.瞬时脉动环流 D.动态环流。

标准答案：A

4.为了检测直流电流信号，且与系统主电路隔离，常用的电流检测方法是（）。（2分）A.串联采样电阻 B.并联采样电阻 C.采用电流互感器 D.采用霍尔传感器

标准答案：D

5.电流可反向的两象限直流PWM调速系统稳态工作时，当输出电压的平均值小于电机反电势时，电机工作在（）象限。（2分）

A.1 B.2 C.3 D.4 标准答案：B

6.直流斩波调速系统在回馈电流可控的回馈发电制动时，直流电动机的反电势（）直流电源的电压。（2分）A.大于 B.等于 C.小于

标准答案：C

7.异步电动机串级调速系统，当调速范围较小时，一般采用的起动方法是（）。（2分）A.用串级调速装置起动 B.定子降压起动

标准答案：B

8.串级调速系统中，串级调速装置的容量（）。（2分）A.随调速范围D的增大而增加； B.随调速范围D的增大而减少； C.与调速范围D无关。

标准答案：A

9.绕线转子异步电动机的串级调速属于（）的调速方法。（2分）A.转差功率消耗型 B.转差功率回馈型 C.转差功率不变型

标准答案：B

10.永磁无刷直流电动机的调速系统中功率变换器的变频方式是（）。（2分）A.他控式变频 B.自控式变频； C.矢量控制式变频。

标准答案：B

11.无刷直流电动机调速系统的位置检测器使用的是()（2分）A.增量式位置检测器 B.正余弦变压器

标准答案：A

12.永磁无刷直流电动机与永磁同步电动机结构非常相似,永磁无刷直流电动机的气隙磁密波形是（）A.近似方波 B.梯形波 C.阶梯波 D.近似正弦波

标准答案：A

13.永磁同步电动机变频调速系统在采用矢量控制时定子旋转磁势应保持与（）垂直。（2分）A.气隙磁通轴线 B.转子磁极轴线 C.转子磁链轴线 D.定子A相绕组轴线

标准答案：B

14.异步电动机矢量控制中的M轴、T轴与（）是相对静止。（2分）A.定子 B.转子 C.气隙磁场

标准答案：C

15.异步电机变频调速时的人为机械特性为直线的条件是（）。（2分）A.B.C.D.标准答案：D

16.关于转速单闭环的调速系统与转速开环的调速系统，下列类结论正确的有（）。（2分）A.当所要求的静差率相同时，闭环系统的调速范围将增大 B.当所要求的静差率相同时，闭环系统的调速范围将较小 C.当所要求的调速范围相同时，闭环系统的静差率将增大 D.当所要求的调速范围相同时，闭环系统的静差率将较小

2分）（标准答案：A,D

17.直流电机的三种调速方法中属于恒转矩调速的有（）。（2分）A.调压调速 B.串电阻调速 C.弱磁调速

标准答案：A,B

18.交流异步电动机调速系统的下列调速方式中属于变转差调速的有（）。（2分）A.调压调速 B.串级调速 C.变频调速 D.变极调速

标准答案：A,B

19.交流异步电动机的调压调速系统，下面说法正确的有（）（2分）A.制动要采用能耗制动 B.启动时要串电阻启动

C.它能为在风机、泵类负载提供调速节能应用

标准答案：A,C

20.异步电动机采用转差频率控制实现调速的前提条件是（）（2分）A.标准答案：A,B

21.能否依据运动方程判断电力拖地系统的稳定性？若不能，请写出判断系统稳定性的方法。（5分）标准答案：不能。要用如下判据:（1）电动机的机械特性与负载的机械特性具有交点；（2）并且

在交点处满足。

22.画出直流电动机的3种人为机械特性曲线族。（5分）标准答案：①电枢回路串电阻调速，如图a； ②改变电枢端电压调速，如图b； ③弱磁调速，如图c。

23.电力拖动系统稳定运行点的条件是()。（1分）A.电动机机械特性与负载机械特性的交点；

B.电动机机械特性与负载机械特性的交点，且

；

C.电动机机械特性与负载机械特性的交点，且。

标准答案：B

24.在直流V－M系统的动态结构图中，其中的Ks/(Ts S+1)环节是晶闸管触发装置加整流桥的传递函数，当采用三相全控桥式可控整流电路时，Ts工程上一般取值为()。（1分）A.10ms； B.5ms； C.3.33ms； D.1.67ms。

标准答案：D

25.晶闸管反并联可逆调速电路中，采用α、β配合控制可以消除()。（1分）A.直流平均环流 B.静态环流 C.瞬时脉动环流 D.动态环流。

标准答案：A

26.4在、配合控制的有环流反并联可逆调速系统中，当电机工作在第二象限回馈发电状态时，其正组整流

桥处在()状态，反组整流桥工作在()状态。（2分）A.整流； B.待整流； C.逆变； D.待逆变； E.封锁。

标准答案：D,A

27.交流感应电动机调压调速时，其转差功率()。（1分）A.不变

B.全部以热能形式消耗掉

C.大部分回馈到电网或转化为机械能予以利用

标准答案：B

28.交流感应电动机调压调速时，对恒转矩负载，在选用电动机时，应选用()。（1分）A.普通感应电动机 B.高转差电机或交流力矩电机 C.都可以

标准答案：B

29.串级调速的基本原理是()。（1分）

A.在电机转子中加入与转差电势同频率的附加电势； B.在电机转子中加入三相对称的可调电阻； C.在电机转子中加入频率可调的附加电势。

标准答案：A

30.感应电动机串级调速系统当调速范围较小时，电动机起动时一般采用的方法是()。（1分）A.用串级调速装置调速起动； B.转子外接起动电阻起动； C.定子降压起动。

标准答案：B

31.感应电动机串级调速系统中，串级调速装置的容量()。（1分）A.随调速范围D的增大而增加； B.随调速范围D的增大而减小；

C.与调速范围D无关。

标准答案：A

32.感应电动机次同步串级调速系统在电动机回馈制动时，电动机工作在机械特性T-n坐标系中的（）。（1分）A.第一象限中的的区域； B.第一象限中的的区域； C.第二象限中的的区域；

D.第二象限中的的区域；

标准答案：C

33.感应电动机超同步串级调速系统在电动工况运行时，电动机转子侧的可控整流器工作在()状态。（1分）A.不控整流； B.可控整流； C.无源逆变； D.有源逆变； E.不一定。

标准答案：D

34.区分感应电动机次同步串级调速与超同步串级调速的方法是()。（1分）A.以电动机是否工作在同步转速以上或以下来区分； B.以电动机调速范围的大小来区分； C.以转子转差功率的传递方向来区分。

标准答案：C

35.无刷直流电动机调速系统的功率变换器实质上是逆变器，他的变频方式是()变频。（1分）A.他控式； B.自控式； C.矢量控制式。

标准答案：B

36.永磁无刷直流电动机与永磁同步电动机其结构非常相似,但永磁无刷直流电动机的气隙磁密波形近似是()。（2分）

A.方波； B.梯形波； C.阶梯波； D.正弦波。

标准答案：B

37.无刷直流电动机的控制离不开位置检测器，它使用的是()位置检测器。（1分）A.绝对式； B.增量式； C.两者都有可能。

标准答案：A

38.交流电动机变频调速系统在采用矢量控制(磁场定向控制)时，永磁同步电动机系统的定子旋转磁势应保持与()垂直。（2分）

A.转子磁极轴线； B.气隙磁通轴线； C.转子磁链轴线； D.定子A相绕组轴线。

标准答案：A

39.同步电动机及感应电动机的矢量控制系统都要用到电机的坐标变换，矢量控制系统的给定、运算、调节等都在()中进行，而最终执行是在()中进行。（2分）A.同步旋转的两相系统； B.静止的两相系统； C.静止的三相系统。标准答案：A,C

40.电力拖动系统做旋转运动时的常用运动方程式为__________。（2分）

标准答案：1.或;

41.电流可反向的两象限直流PWM调速系统稳态工作时，当输出电压的平均值大于电机反电势时，它工作在________________________象限；当输出电压的平均值小于电机反电势时，它工作在____________________象限。（4分）

标准答案：1.;2.;

42.3感应电动机转差频率控制的VVVF变频调速系统满足_____________________且_________________这两个条件。（2分）

标准答案：1.绝对转差角频率较小（一般使）;2.恒定;

43.三相桥式反并联可逆调速电路一般需要配置____个限环流电抗器；三相桥式交叉连接可逆调速电路需要配置____个限环流电抗器。（2分）

标准答案：1.4;2.2;

44.画出反并联有环流可逆直流调速系统的系统原理图，电机可以在几象限工作？（10分）标准答案：系统原理图:

电机可以在四个工作象限

45.画出次同步串级调速系统电动工况时能量传递简图，此时转差功率流向如何？（10分）

B.电枢回路串电阻调速 C.弱磁调速 答案:A

51.关于双闭环直流调速系统，正确的是（）。A.速度是外环，电流是内环

标准答案：转差功率Ps一部分以热能形式损耗掉了，大部分回馈电网了

46.右图中的T是电动机的机械特性曲线，Tl是负载的机械特性曲线。在交点A点电力拖动系统的运行状态是

B.速度是内环，电流是外环 C.速度环的输出与电流环无关 答案:A

52.在αβ配合控制的直流有环流反并联可逆调速系统中，当电机工作在第二象限时，关于其正组整流桥VF和反()。

A.稳定 B.不稳定 C.不确定 答案:A

47.当转矩T与转速n的方向一致时电动机工作在()状态。A.电动 B.制动 答案:A

48.直流电动机常用电磁制动方法最节能的方法是（）。A.能耗制动 B.反接制动 C.反转倒拉制动 D.回馈制动 答案:D

49.直流电机的主导调速方法是()。A.调压调速

B.电枢回路串电阻调速 C.弱磁调速 答案:A

50.V-M调速系统是采用调速方式是（）。A.调压调速

组整流桥VR所处的状态，说法正确的是（）。A.VF整流、VR待逆变 B.VF逆变、VR待整流 C.VR整流、VF待逆变 D.VR逆变、VF待整流 E.VR逆变、VF封锁 答案:D

53．直流斩波调速系统在回馈电流可控的回馈发电制动时，直流电动机的反电势（）直流电源的电压。A.大于 B.等于 C.小于 答案:C

54.电流可反向的两象限直流PWM调速系统稳态工作时，当直流斩波器输出电压的平均值大于电机反电势时，它工作在（）。A.一象限 B.二象限 C.三象限 D.四象限 答案:A

55.带恒转矩负载的异步电动机交流调压调速系统，在选用电动机时，应选用（）。A.普通低转差异步机 B.高转差电机或交流力矩电机 C.都可以 答案:B

56.某串级调速系统中，异步电动机的额定功率为PN1000kW，调速要求smax0.1，可近似估算功率变换器的容量是（）。A.50kW B.100 kW C.115 kW D.200 kW 答案:C

57.双极性工作的逆变器在不同工作方式时，其直流电压利用率大小不同。六拍型工作方式的直流电压利用率

63.在直流电机的几种调速方法中，属于恒转矩调速有（）。A.调压调速

B.电枢回路串电阻调速 C.弱磁调速（）SPWM工作方式的直流电压利用率。A.大于 B.等于 C.小于 D.不确定 答案:A

58.永磁无刷直流电动机与永磁同步电动机其结构非常相似,但永磁无刷直流电动机的气隙磁密波形近似是（A.方波 B.梯形波 C.阶梯波 D.正弦波 答案:B

59.永磁同步电动机矢量控制系统对电机有（）个独立控制变量。A.2 B.3 C.4 答案:A

60．永磁无刷直流电动机的调速系统中的功率变换器实质上是直流变换成交流的逆变器，它的变频方式是（）。A.他控式 B.自控式 C.矢量控制式 答案:B

61.V-M系统断流时，电机的机械特性的变化有（）。A．斜率的绝对值变大 B．斜率的绝对值变小 C．理想空载转速变大 D．理想空载转速变小 答案:A，C

62.关于电机调速系统的两个静态指标，调速范围和静差率下面说法正确的有（）。A 闭环系统可以降低调速范围 B 闭环系统可以提高调速范围 C 闭环系统可以降低静差率 D 闭环系统可以提高静差率 答案:B，C

答案:A，B

64．交流异步电动机调速系统中属于转差功率消耗型的有（）。A.交流调压调速 B.串级调速系统 C.变频调速

D.转子回路串电阻的调速

答案:A，D

65.串级调速系统中的逆变变压器的作用有（）。A.电压匹配 B.电气隔离 C.升压 D.降压 答案:A，B，D

66．晶闸管反并联可逆调速电路中的环流一般分哪两大类？α、β配合控制可以消除哪种环流？答案:

{静态环流和动态环流。α、β配合控制可以消除静态环流中的直流平均环流；

67.异步电动机在采用能耗制动时需要（）。（2分）A.转子回路串电阻 B.定子回路串电阻

C.把定子回路从电源断开，接制动电阻 D.定子回路通直流电流

标准答案：D

68.三相桥式交叉连接可逆调速电路需要配置（）个限环流电抗器。（2分）A.1 B.2 C.3 D.4

标准答案：B

69.闸管反并联可逆调速电路中采用

配合控制可以消除（）。（2分）

A.直流平均环流 B.静态环流 C.瞬时脉动环流 D.动态环流。

标准答案：A

70.为了检测直流电流信号，且与系统主电路隔离，常用的电流检测方法是（）。（2分）A.串联采样电阻 B.并联采样电阻 C.采用电流互感器 D.采用霍尔传感器）标准答案：D

71.电流可反向的两象限直流PWM调速系统稳态工作时，当输出电压的平均值小于电机反电势时，电机工作在（）象限。（2分）

A.1 B.2 C.3 D.4 标准答案：B

72.直流斩波调速系统在回馈电流可控的回馈发电制动时，直流电动机的反电势（）直流电源的电压。（2分）A.大于 B.等于 C.小于

标准答案：C

73.异步电动机串级调速系统，当调速范围较小时，一般采用的起动方法是（）。A.用串级调速装置起动 B.定子降压起动

标准答案：B

74.串级调速系统中，串级调速装置的容量（）。（2分）A.随调速范围D的增大而增加； B.随调速范围D的增大而减少； C.与调速范围D无关。

标准答案：A

75.绕线转子异步电动机的串级调速属于（）的调速方法。（2分）A.转差功率消耗型 B.转差功率回馈型 C.转差功率不变型

标准答案：B

2分）

电力拖动系统 篇3

【关键词】电力控制系统；安全保护；电器控制线路；自动控制

【Abstract】The basic task of the article on the electrical control system design， electric drive system to automatically control principles outlined. And based on control theory， the question of how the system design， electrical control design task formulation， motor selection， electrical control circuit design， and finally discusses how electric drive systems security.

【Key words】Power control system；Security；Electrical control circuit；Automatic control

1. 电气控制系统设计的基本任务

1.1 电气控制系统设计的基本任务是根据生产机械对控制系统的要求，设计和编制出设备制造和使用维修过程中所必须的图纸、资料，包括电气原理图、电气元器件布置图、安装接线图等，编制外购元器件目录、单台材料消耗清单、设备说明书等资料。由于系统从初步设计、技术设计到产品设计过程中的每一个环节都与产品质量和成本密切相关，因此设计工作首先要树立科学的设计思想，树立工程实践的观点。正确的设计思想和工程观点是高质量完成设计任务的保证。

1.2 电气控制系统设计的基本要求是：（1）熟悉所设计设备的总体技术要求及工作过程，取得电气设计的依据，最大限度地满足生产机械和工艺对电气控制系统的要求。（2）优化设计方案，妥善处理机械与电气的关系，通过技术经济分析，选用性能价格比最佳的电气设计方案，在满足要求的前提下，设计简单合理、技术先进、工作可靠、维修方便的电路。（3）正确合理地选用电器元器件，尽可能减少元件的品种和规格。（4）取得良好的平均无故障时间指标，确保使用的安全可靠。（5）谨慎积极地采用新技术、新工艺。（6）设计中贯彻最新的国家标准。

2. 电力拖动系统自动控制原理及其设计

2.1 控制原理。

（1）电力拖动系统中电动机本身有各种反馈，如：速度反馈、电流反馈、电压反馈、频率反馈等。电力拖动系统的控制部分主要是由电气设备来完成的。控制部分即电器保护，主要包括过电流保护、热保护、欠电压保护、短路保护等。而启动连锁、运行连锁、安全保护、信息显示等是由计算机系统来实现的。

（2）在计算机系统中，普遍通过编程、功能模块化、逻辑计算、画面操作等步骤来实现电力拖动系统自动控制，呈现给用户的仪器驱动程序几乎与设备无关，这样使用者就可以比较迅速将仪器连入自己的测试系统，不仅方便编程，还能促进组态的可靠性。由于工艺条件不同，对电力拖动系统及其控制的要求也就不同。但就实质来说并没有很大差别，通过信号输入输出，在计算机系统上实现电力拖动系统的集中控制。输入计算机系统的信号主要有启动连锁、运行连锁、电动机的运行信号、就地集中控制信号、热故障信号等。计算机系统输出的信号主要有电动机的启/停，变频调节等。电力拖动系统在计算机中的自动控制过程如图1所示：

2.2 电动机的选择。 当电力拖动系统设计方案确定后，要进一步考虑选择电动机类型、数量、结构形式及电机功率、电流、额定电压与额定转速等。电动机选择的基本原则如图1：

2.2.1 电动机的功率应该满足生产机械提出的标准要求，能够与相应的负载很好结合，保证正常运行。决定电动机功率时，需要考虑电动机的发热、启动能力、允许过载能力三个主要因素。电动机容量是选择的关键，由于受到外界条件的影响，需要试验校验选出电动机的额定功率。

2.2.2 对于选择直流电动机还是交流电动机要考虑生产机械在技术和经济等方面的要求，一般是尽量选择几个便宜的、结构简单的、维护比较方便的交流异步电动机。而直流电动机的调速性较优，主要应用在调速范围要求大、功率大的生产机械上。

2.2.3 电动机的额定转速选择要根据电机与机械配合的技术经济情况来决定。可以分为两种情况：（1）电动机长期工作，很少启动、制动和反转。此时要考虑设备的投资、占地面积、维护检修等方面的技术经济，决定电动机的额定转速。（2）电动机经常启动、制动和反转，此时要根据电动机的动能储存量来决定电动机的额定转速。

2.2.4 电动机的额定电压要求电压的等级、相数、频率都必须与供电电网的电压一致。

2.2.5 电动机机构形式的选择取决于电动机安装位置和周围的环境的要求，根据不同的工作方式可相应选择连续、短时、断续周期性工作的电动机。

2.2.6 总之，要根据不同的性质和使用条件的要求，合理选择不同类型和不同规格的电动机。正确、合理的选用电动机可以保证其具有良好的运行特性，同时还可以保证经济型和可靠性。

2.3 电器控制线的设计。 电力拖动系统电器控制线的设计应根据不同的生产要求，作业环境，生产性质来决定配备什么规格的电器控制线路与其匹配。在此基础上，对控制线路的设计力求做到精炼，安全可靠，便于操作维修并达到最优的经济效益。一般设计电器控制线路的方法是：根据要求，参考基本线路先局部设计，然后根据各部分的相互关系，综合成一个完整的控制线路。设计过程中应遵循的规则如下：

（1）电器线路设计者要明确生产要求，因为控制线路是为整个设备和工艺过程服务的，要根据实际准确地设计线路是首要遵循的原则。力求做到最到限度地满足生产机械和工艺对电器控制线路的要求。

（2）在满足生产条件的要求的前提下，尽可能地让控制线路简单经济。在设计时就要尽量减少不必要的触头和电器数量，尽量选用比较标准的、常用的以及经过实际考验的线路并尽可能地缩短连接导线的长度和数量，同时要减少通电电路。

（3）要确保控制线路工作的可靠、安全，首先要选用可靠的元器件同时在具体的线路中正确地连接电器触头和电器线圈。此外，在线路还要尽量避免许多电器依次动作才能接通另一个电器的控制线路并且要确保电路中有短路、过流、过压、过载、欠压等保护环节。

（4）应力争使控制机构操作和维修方便，要求能迅速并正确地由一种控制方式转换到另一种控制方式。总之，不管控制电路如何复杂，它都是由一些基本的单元电路组合而成的。设计者在设计控制线路时，只要根据生产和工艺的要求，选择正确的基本环节，然后将它们合理地组合起来，就可以完成控制线路的设计。

3. 电力拖动系统的安全保护

电力拖动系统的安全保护有电器保护和计算机系统保护，最基本的保护就是电器保护，一般包括欠压保护、过流保护、热保护以及短路保护。而计算机系统保护也是必不可少的保护，它是上层保护，主要包括安全链、运行连锁和启动连锁以及整体系统故障的停车等。下面主要介绍一下安全保护作用：

（1）短路保护：短路电流会造成一些电气的绝缘设备损坏，强大的电流产生较大的电动应力，从而使电动机绕组和电路中的各种电器设备机械性的损坏。

（2）过流保护：如果不正确启动电动机或者电动机拥有过大的负载常常会引起较大的过电流，这种电流通常是启电流的1.2倍，会造成电动机和机械传动部件的损坏。

（3）欠压保护：在电动机正常的运行过程中，如果电源电压过分降低就会引起电动机的转速降低甚至会停止，当负载矩一定时，此时就要增加电源。此外电动机的电压降低还会引起部分电气释放，从而造成电路不能够正常工作，或许还产生故障。因此要在电压下降到最小允许的电压值范围内尽可能地切断电源。

（4）热保护：如果电动机长期的超载运行、电动机绕组的升温超过了允许值，就会造成电动机的损坏，做好热保护工作室防止这一点发生的有效措施。

（5）安全链：包括了欠压保护和过流保护，它还包括油压、水压和轴瓦温度保护。安全链是一个串行条件，如果其中有一个条件不满足要求，计算机会通过自动控制系统将电动机关闭。

（6）运行连锁和启动连锁的保护：输入信号进入计算机后，由计算机内部由程序或模块化程序来实现的自动控制过程，这一过程主要是完成在电动机启动前和运行过程中条件不具备或信号消失时的保护。

（7）计算机系统不仅处理的信息安全可靠，而且还要系统本身的硬件和软件保证自动控制系统的安全可靠性。一旦有什么意外发生，计算机会及时作出反应，停运现场的所有运行设备。

4. 结束语

作为一名电气工程技术人员，必须掌握电气控制系统设计的基本原则，设计内容和设计方法以及如何安全保护电气拖动设备等，以便根据生产机械的工艺要求去进行设计。希望相关从业人员更好地使用电力拖动系统，维护电气拖动设备，延长电力设备的寿命，从各种方面来减少经济的开销。

参考文献

[1] 郭自豪.密度继电器高低温试验校验方法[J].电气制造，2010（08）.

[2] 李普恩，赵清抗.变压器三维冲撞仪底板的改进[J].电气制造，2010（08）.

[3] 菲尼克斯电气中国公司温州地区交流会[J].电气制造，2010（08）.

电力拖动系统动力学分析 篇4

在电力拖动系统中,电动机有不同的种类和特性,生产机械的负载性质也各不相同,运动形式各种各样,但从动力学的角度来看,它们都服从动力学的统一规律,所以在研究电力拖动系统时,必须先分析电力拖动系统的动力学问题。

1 电力拖动系统的运动方程式

1.1 单轴电力拖动系统运动方程式

单轴电力拖动系统就是电动机的轴与生产机械的轴直接连接的系统。作用在该连接轴上的转矩有电动机的电磁转矩、电动机的空载阻转矩及生产机械的负载转矩。设转轴的角速度为 ,系统的转动惯量为 ( 包括电动机转子、联轴器和生产机械的转动惯量 ),则根据动力学定律,可得到系统的运动方程为

式中, T为电动机的电磁转矩,单位为N·m ; TL为电动机的负载转矩,单位为N·m ; 为电动机轴上的总转动惯量,单位为kg·m2; 为电动机的角速度,单位为rad / s。

公式1称为单轴电力拖动系统的运动方程式,它描述了作用于单轴拖动系统的转矩与速度之间的关系,是研究电力拖动系统各种运动状态的基础。

在工程计算中,通常用转速n代替角速度Ω;用飞轮矩CD2代替转动惯量J。可得电力拖动系统运动方程式的实用形式

式中,CD2, 是系统转动部分的总飞轮矩,单位为N·m2;375=4gⅩ60(2π)是具有加速度量纲的系数。电动机和生产机械的CD2可从产品样本和有关设计资料中查到。

1.2 运动方程式中转矩正、负号的规定

在电力拖动系统中,随着生产机械负载类型和工作状况的不同,电动机的运行状态将发生变化,即作用在电动机转轴上的电磁转矩 ( 拖动转矩 ) TL和负载转矩 ( 阻转矩 ) 的大小和方向都可能发生变化。因此运动方程式中的转矩T和TL是带有正、负号的代数量。在应用运动方程式时,必须注意转矩的正、负号。一般规定如下 :

首先选定电动机处于电动状态时的旋转方向为转速n的正方向,然后按照下列规则确定转矩的正、负号。

(1)电磁转矩T与转速n的正方向相同时为正,相反时为负。

(2)负载转矩T ,与转速的正方向相反时为正,相同时为负。

(3)惯性转矩的大小及正、负号由T和TL代数和决定。

转速的正方向可任意选取,即选顺时针或逆时针,但工程上一般对起重机械选取提升重物时的转速方向为正,龙门刨床工作台则以切削时的转速方向为正。

2 电力拖动系统的运动状态分析

公式2描述了电力拖动系统的转矩与转速变化率之间的关系,由此式可知电力拖系统的转速变化率dn/dt ( 加速度 )是由T-TL决定的,T-TL 称为动态转矩,因此根据公式2可分析电力拖动系统的运动状态。

首先规定某一旋转方向为转速的正方向,即n>0。在此旋转方向下,根据公式2分析电力拖动系统的运动状态如下 :

(1)当T-TL>0时,dn/dt>0 ,系统处于加速运行状态,即处于动态过程。

(2)当T-TL<0时 ,dn/dt<0系统处于减速运行状态,即处于动态过程。

(3)当T-TL=0时,dn/dt=0 ,系统或以恒定的转速旋转或静止不动。即处于稳态。

由分析可知,当T-TL时,系统处于稳定运转状态。但当受到外界的干扰时,如负载转矩TL的增加或减小,电源电压的变化等影响时,平衡将被打破,转速将发生变化。对于一个稳定的电力拖动系统来说,当系统的平衡状态被打破后,应具有恢复新的平衡状态的能力,在新的平衡状态下稳定运行。

3 单轴与多轴电力拖动系统

电机与电力拖动 篇5

备注：1.请考生自带计算器；

2.计算题只有答案以零分计。

一． 试说明他励直流电动机的起动方法及其特点。二． 试说明变压器并联运行的条件。

三． 电压变化率ΔU%和阻抗电压UK有什么联系？UK的大小决定于哪些因素？ UK的大小对变压器运行的影响如何？

四． 一台三相异步电动机，如果把转子抽掉，而在定子绕组上加三相额定电压，会产生什么后果？

五． 一台八极异步电动机电源频率ƒ=50Hz，额定转差率SN=0.04，试求额定转速nN。

六． 一台单相变压器，额定容量SN=1000kVA ,额定电压U1N／U2N=60／6.3kV , 额定频率ƒ=50Hz，归算至高压侧的ZK=61＋j205Ω，P0=5000W，PKN=16950W。求：（1）阻抗电压UK；

（2）额定负载且cosψ2=0.8（滞后）时的电压调整率；（3）cosψ2=0.8（滞后）时的最高效率。

七． 如果一对自整角机定子绕组的一根连接线接触不良或脱开，试问是否能同步转动？

八． 一台直流发电机的额定数据为：PN=100kW，UN=230V，nN=2850r/min，ηN=85%，试求该发电机的额定电流IN及额定输入功率P1N。

九． 如果一台并励发电机不能建立电压时，检查的方法是什么？ 十． 试说明变压器的效率在什么样的情况下达到最大值，这个最大值是如何得到的？

十一． 三相异步电动机能在低于额定电压下长期运行吗？为什么？

十二． 三相异步电动机的定、转子铁芯如用非磁性材料制成，会产生什么后果？

十三． 拆换异步电动机的定子绕组时，若把每相的匝数减少，则气隙中的每极磁通与磁密数值将怎样变化？ 十四． 异步电动机为什么又称为感应电动机？

十五． 一台六极直流电机，1200r/min，74槽，每槽4个元件边，单匝元件，单叠绕组，每极磁通为1.38×10-2Wb，电枢电流为120A，求其电磁转矩及电枢电动势。

十六． 一台直流电动机的额定数据为：PN=17kW，UN=220V，nN=1500r/min，ηN=83%，试求该电动机的额定电流IN及额定输入功率P1N。

十七． 一台他励直流电机并联于U=220V电网上运行，单波绕组，已知p=2，N=372(电枢总导线数)，n=1500r/min，每极磁通为φ=1.1×10-2Wb，电枢回路总电阻Ra=0.208Ω，PFe=362W，PΩ=204W，忽略附加损耗。试求：

a)b)此直流电机是发电机还是电动机？ 电磁转矩、输入功率和效率各为多少？

十八． 一台他励直流电动机的额定数据为：PN=7.5kW，UN=220V，IN=39.8A，nN=1500r/min，试计算并绘制其固有机械特性。十九． 一台四极直流发电机是单叠绕组，每极磁通为3.79×10-2Wb，电枢总导线数为152根，转速为n=1200r/min，求电机的空载电动势。若改为单波绕组，其他条件不变，问空载电动势为230V时，电机的转速应是多少？

二十． 一台三相异步电动机PN=60kW，nN=577 r/min，cosψN=0.77，ηN=88.5%，试求在额定线电压为

380V时的额定电流IN。

二十一． 一台三相异步电动机的输入功率8.6kW，定子铜耗为425W，铁耗为210W，转差率为S=0.034，试计算电动机的电磁功率、转子铜耗及机械损耗。

二十二． 某台直流发电机的额定数据为：PN=90kW，UN=230V，nN=1450r/min，ηN=89.6%，试求该发电机的额定电流IN。二十三． 一台四极直流电动机，单叠绕组，额定转速nN=1460r/min，36槽，每槽6个元件边，每极磁通为2.2×10-2Wb，问电枢电流为800A时，求其电磁转矩。

二十四． 电动机的电磁转矩是驱动性质的转矩，电磁转矩增大时，转速似乎应该上升，但从直流电动机的转矩及转速特性来看，电磁转矩增大时，转速反而下降，这是什么原因？

二十五． 并励直流电动机在运行时若励磁绕组断线，会出现什么后果？

二十六． 三相异步电动机，额定功率PN=55kW，额定电压UN=380V，额定电流IN=119A，额定转速nN=570r/min，额定功率因素

cosψN=0.89，求同步转速、极对数、额定负载时的效率和转差率。已知电网频率为50Hz。

二十七． 某台直流电动机的额定数据为：PN=10kW,UN=220V, nN=1500r/min,ηN=88.6%,试求该电动机额定运行时的输入功率P1及额定电流IN。

二十八． 有一台三相变压器，额定容量SN=50kVA , 高压侧额定电压U1N=10kV , 低压侧额定电压U2N=400V , 高低压绕组都接成星形，试求高低压侧的额定电流I1N和I2N。

二十九． 某台直流发电机为单叠绕组，每极磁通为3.5×10-2Wb，电枢总导线为152根，转速为1200 r/min，求电机的空载电动势。若改为单波绕组，其他条件不变，问空载电动势为210V时，电机的转速是多少？

《电力拖动控制线路》教学探索 篇6

关键词：电力拖动 教学 改进

技工院校使用的《电力拖动控制线路》教材，全称为 《电力拖动控制线路与技能训练》，主要教学内容常用低压电器、电动机基本控制线路、常用生产机械的电气控制线路及电动机的自动调速系统等组成，教材的编写根据当前形势需要适当充实有可编程控制器教学内容，除理论教学外还配套有技能训练内容。但教材的编写内容上存在与实际使用不一致性，没有合理的安排授课知识点，没有很好地将其与其他学科联系起来，没能够很好地系统性的培养学生的技能。所以，有必要进一步改进《电力拖动控制线路》的教學。

为了使学生更快、更容易、更轻松地学好这门课程，经过实际的教学摸索，考虑技校生的基础及教学时间，要求技校学生在有限的课时里全面掌握本书中的内容难度很大，因此，在制定计划时，注重内容的针对性、实用性和科学性，可以将教材内容做适当处理，对部分内容进行删减。应该把交流电动机自锁正转控制线路、联锁控制、顺序控制确立为重要的基础内容，以交流电动机基本控制环节设计为主线展开教学，并突出技能训练及能力培养。如常用生产机械的电气控制线路内容可以选择学习，电动机的自动调速线路内容可删除，因为这是电拖实际应用线路，对技校的学生难度较大，而这些内容删减去也并不影响知识的连贯性。同时可以增加一些与新技术、新设备，例如编程序器（PLC）相关的教学内容。

1 改进教学方法，有效提高教学质量

《电力拖动控制线路》的教学内容通常是这样安排的，首先一一介绍比较普遍使用的低压电器，再对各种低压电器组成的不同电力拖动控制线路的原理图进行分析。在充分了解了学生能够接受知识的能力之后，合理的调整教学顺序。

其中，低压元器件是基础，有固定的功能，内容比较丰富而且较难懂，需要较多的教学时间，学生就没有学习兴趣，在分析控制线路时，学生忘记以前学过的内容，还需重新学习。针对此情况，可以调整教学顺序，改变一贯的先理论后实践顺序，可以尝试先实践再补充理论。例如讲授教材知识时，可安排学生按要求“依葫芦画瓢”比照着把电路接好，不需要原理图，只需按样子连接即可。待学生把电路完成，通电试车后，学生会对控制会有一点感觉，而对用到的低压电器功能、结构等也能有一定印象。然后逐个来介绍用到的开关、熔断器、接触器、热继电器等几个低压电器，结合实物元器件，很容易掌握各元器件的结构、作用、工作原理，再分别增加电器符号、型号、选用等知识也容易接受。

介绍几个低压电器后，趁热打铁，可以介绍第二章基本电动机控制线路中点动控制，让学生回忆一下第一次所接的电路功能是怎样的，更容易掌握点动控制线路，接着逐个介绍自锁、联锁、顺序控制等线路，每次上课需要有实物线路演示，使学生一目了然。学生把这部分内容扎实的掌握之后，其它元器件如行程开关、时间继电器、速度继电器、电磁铁等，应该在相应控制线路中用到时逐个介绍，而且必须有实物给学生看一下，摸一下能更加直接的认识行电器。这样的教学效果比按照教材章节进行讲解效果好得多。

2 方法创新，突出重点，提高技能实训效果

在学习电力拖动基本环节线路图时，学生常不容易掌握，因此，需要在讲课时采取合适的方法，有所创新，突出重点、加强技能培训和方法引导。从而激发学生学习兴趣，提高技能实训教学效率，培养学生的自主意识和创新能力。

技能实训主要是为了将电气原理图转为实用的线路装置，理论联系实际。技能实训一般分两步走：

第一步，要有正确的学习方法，要让学生具备较强的自主学习意识，提高他们的动手能力。因为教材中只有电气原理图，大部门并未安装接线图，学生很难理解某些接线图，使实践与理论脱节，不相联系。需要在授课过程中补充接线图的画法：①按实际位置画出电器元件图符；②根据线号画出各元器件的连接，先画控制电路，再画按钮内部电路，然后主电路，最后画电源电路。连接须遵守等电位原则，同线号上的各点为等电位点必须按要求连上。③工艺要求，仪表使用及安全等出现的问题需要在实训时解决好。

第二步，即实训过程，由于前期工作准备充分，大部分的学生都能够进行规范操作。在技能训练方面，开展创新教学，从而创造更高的教学效果。

由于此方法便于学生掌握，如果能够充分的掌握这种方法，以后就会很容易进行复杂的电路技能训练，会收到很好的效果。

3 加强学科内在知识结构联系，提高学生设计与应用能力

《电力拖动控制线路》是一门专业课，但是教材中却缺少了对学生的引导，这样就难免会让学生在学习中遇到各种困难。我们可以将控制线路的工作原理分四步来理解：按钮→线圈→触头→电动机，这样我们就不难理解控制线路的工作原理。我们也可以换个角度来考虑，把控制的电动机当做是控制接触器，也可把所控制的接触器看做电动机，这样学生就能更好的学习到各种控制线路，掌握他们的功能及原理。

另外，教材中的内容上通常都是按照电动机控制基本环节安排的，形式上基本上没有什么区别，先给出原理图纸，再分析线路工作原理，这样做忽略了学科内在知识结构的联系，最终虽然学生知道了这个电路，但是却不了解电路是怎样产生的，只能是靠着记忆把图纸背下来。因此，学生电路设计应用的能力不断降低。通过以上分析我们发现，之所以要加强学科内在知识结构联系，就是为了提高学生电路设计应用的能力，创造更好的课堂教学效果。要将那些比较重要的控制线路联系起来看，如点动控制，自锁控制，联锁控制及顺序控制等线路，清楚的了解他们之间的联系和区别。例如：最容易理解的点动与自锁，只需在点动控制线路的启动按钮上并接常开的自锁触头即成了自锁控制，这样就能够让学生更好地掌握线路情况。

从而，我们在分析电动机基本控制环节线路时，只是在原理图的辅助下进行相关的分析是不够的，所以我们应该首先要了解电动机控制基本原理，再结合顺序控制“公式化线路”、“从无到有”的设计过程。比如有些电路的双向启动反接制动控制线路是比较复杂的，从根本上来就是控制电机双重联锁正反转控制，而且启动时加启动电阻，对两个方向单独进行反接制动三部分组合就可以了，根据设计好的线路再进一步了解动作原理，添加一些相关的保护使设计更加完善，即三种不同的控制线路结合在一起形成一个较复杂电路。教材中已明确提到了线路结构原理，这样学生就可以很好地理解线路结构原理了，再结合课程内在规律以及学科间的联系，他们就能够更好的从整体把握电气线路结构，还能提高他们进行电气线路综合设计的能力。

4 增加相关学科联系，开阔学生视野

随着科技发展，可编程控制器已经广泛使用，其技术也在不断的进步，并且在各个领域所涉及到的内容都存在着很大的空间。可编程控制器应用是综合了继电接触控制、计算机技术、自动控制技术和通信技术的一门新兴技术。由于电力拖动控制与可编程控制器本是起源于同一体系，只是发展的阶段不同，在理论和应用上是一脉相承的。电力拖动控制是机械触电的串联和并联等组成控制电路，触点是有限的，而可编程控制器是利用计算机技术，使用“软继电器”的触点是无限的，两者既有联系又有区别。而自锁线路，联锁控制，顺序控制等也是后续课程可编程序控制器学习和程序编制基础。教材中一般都忽视了这些学科间的联系，不够重视提高学生自主创新能力。

综上所述，社会经济在不断地发展，技术也在不断的进步，教材改革与建设一定要符合时代发展的需要，使用更加先进的教学方法，需要在不断地教学实践中进一步提高和完善。

参考文献：

[1]何伟.电气控制实训[M].北京：高等教育出版社，2008.

[2]电力拖动控制线路与技能训练[M].北京：劳动社会保障出版社，2001.

基于电力拖动系统的运行过程分析 篇7

1 电力拖动系统的概述

随着现代生产加工工艺逐渐复杂, 也就对设备有了更高的要求, 其需要电动机的调速范围更大、调速精准度更高, 并且能够快速进行可逆的运行等, 因此传统的柴油机或直流电动机就被时代所淘汰, 而电力拖动系统就能够满足现代机械运行的需求, 有效提高运行效率。

2 电力拖动系统运行的特性

2.1 运行方向不确定

在电力拖动系统当中, 其电机线轴的旋转运动公式如下所示:

公式当中的Tem、TL和n的方向具有不确定性, 因此在运行过程中一般将电机运行状态的旋转方向作为运行的正方向。也就是说当电磁转矩和转速与电机本身旋转的方向保持一致, 那么即认定此为正方向, 或当负载转矩与电机本身旋转方向不在同一方向上时, 则认定此为正方向。在确定其运行方向之后才能够对电力拖动系统的运行速度变化进行确定。

2.2 负载特性的复杂性

在正常情况下, 机械设备运行过程中负载的特性是由多种特性所组成的, 在研究机械设备的基本特性后才能够对该拖动系统进行了解, 并根据实际的负载特性方程对曲线图进行绘制, 确定其特性的变化特点。在电力拖动系统运行时, 如其动力源负载特性发生变化, 就需要根据变化后的新特性对负载情况进行分析。

2.3 静态状态的稳定性

当电力拖动系统运行时, 其具有一个静态稳定的惯性运行状态, 该状态能够帮助电力拖动系统保持稳定的运行, 以降低运行过程中电力的损耗。但这种稳定特性也必须满足相应的条件才能出现, 首先是该电力拖动系统内的电动机本身的机械特性和负载特性相似, 再者还必须能够达到稳定运行的惯性状态, 而这种惯性状态的标准即为:

3 以电力机车为例探讨电力拖动系统的运行过程

电力机车是现代电力技术和机械技术融合的典型设备, 其运行环境较为多变, 经常会遇到下坡路段, 此时其需要电力拖动系统保持其运行的稳定性, 以免发生滑坡的情况。下坡时电力机车的运行方式如图1所示。

由上述两图当中可以看出, 图1为电力机车下坡运行时的状态图, 图2为电力机车运行过程中的机械特性坐标图。由坐标图当中可以看出, 该电力机车的电力拖动系统稳定运行条件位于A点, 其转矩方向在此刻为正方向, 并且能够保证机车的稳定运行, 不会出现速度过快或过慢的情况。而从A点坐标图上可以看出, T值和n值均是大于0的状态, 因此也可以确定此时电力机车的转矩方向为正方向。当电力机车受到下坡因素干扰后, 其负载的转矩是在坐标TL1到TL2之间, 明显是负值状态, 由此说明当电力机车有水平方向运行突然转为斜下方向运行时, 其负载的特性会立即发生变化。

同时, 从坐标图当中也可以看出, 当电动机车在运动到B点时, 同样也处于了稳定状态, 而B点就是电力机车机械特性和负载特性相近的位点。从电力拖动系统的基本运行公式当中可以看出, 当其运动到坐标的第一象限时, A-n0是处于电动运行情况下, 在此情况下就会使其趋于稳定运行。另外, 当电力机车处于下坡运动状态时, 电动机运行可自动转变为正向回馈运动状态, 此时电动机会对电力机车产生明显的逆向拖动效果, 使斜下运行的电力机车的速度得以稳定, 降低了斜坡惯性导致电力机车运行速度骤增的问题, 避免对电力机车造成损伤。由此可见, 电力拖动系统本身可以被视为一种运动保护系统, 其通过电动机动力干预, 抵消机械突然产生的异常动能, 使机械能够在稳定状态下继续运行。

4 结语

电力拖动系统是一种集电机技术和机械技术于一体的复合技术, 其被广泛地应用在交通行业、石油、纺织、煤炭、轻工、国防以及农业生产当中, 已经成为现代经济发展当中不可或缺的技术种类, 因此必须进一步了解这一系统的运动原理, 并不断改进和完善。

参考文献

[1]王雨.电力拖动系统稳定运行的条件及判定方法[J].网络导报 (在线教育) , 2011 (07) :29-31,

[2]侯锐.论电力拖动系统的自动控制和安全保护[J].网络导报 (在线教育) , 2011 (13) :86-87.

电力拖动控制系统实践教学的探讨 篇8

实践教学对于培养学生的应用能力及对毕业之后的就业都很重要, 尤其是实践性较强的课程。但目前很多高校的教学注重理论而轻实践的现象还比较普遍。通过实践教学使学生对理论知识有一个更好的理解和对其进一步的巩固加深。本文以实践性较强的课程电力拖动控制系统为例说明, 应从以下几个方面对实践部分进行改革。

1 实践学时及内容的改革

很多高校的该课程的实验学时较少, 实验的类型主要以验证性实验为主。这类验证性实验多为教师事先已给定学生实验内容和具体的实验步骤, 而学生就是按照老师给的步骤机械式的操作, 这对学生的独立思考的能力、发现问题的能力及解决问题的能力是非常不利的。

因此, 从实践学时和内容上进行改革。一要加大课内实验的学时, 二要增加本课的实训环节, 一般实训可以安排3-4周。相应的实践内容也要相应的调整, 由原来的课内实验以验证性实验为主改革为, 增加设计性和综合性的实验, 在这些实验中教师可以给出一部分的设计思路和部分电路图, 然后让学生完成整个实验的设计及实现。在期末的实训中, 主要以学生为主, 老师为辅。教师先给出设计的要求, 然后由3-4名学生为一组进行讨论研究, 提出各组的设计思路并进行可行性的验证, 然后由老师打分评定给出各组的设计成绩。通过分组讨论既可以激发学生的兴趣, 又可以相互借鉴学习。然后方案和思路正确可行的, 可以做下一步的具体设计和参数计算, 最后完成硬件的连线及调试。学生可以在设计和实现过程中能更好的理解理论知识, 也能体会到成功的喜悦, 增加了学生的信心。

2 实践教学方法方式的改革

很多高校的电力拖动控制系统的实验主要是在实验操作台上按照事先给定的接线图接线测量数据。这种方式存在的缺点是:一些同学事先没有预习而直接参加实验, 不了解实验中注意的问题, 容易在实验操作中造成短路、烧坏电机等现象。

还有一些高校取消了硬件的实验而全部改成虚拟实验。虚拟实验的优点是:一是可以在计算机平台上安装matlab软件, 然后利用matlab下的simulink进行仿真, 不需要大量的仪器和设备, 可以节省了实验经费, 弥补实验设备的不足;二是可以用图形化的方法直接建立起仿真系统的模型, 直接启动系统的仿真过程, 并用示波器显示出来, 可视可读性强。三是对电路或系统的修改在屏幕上就可以进行非常方便。缺点是:学生只认识虚拟实验中的图形符号而对实际系统的硬件设备并不了解, 这对以后的实践及工作有一定的影响, 使一些学生到了课程学完之后也不清楚这些硬件设备到底长什么样。

针对上面两种情况, 要对实验教学方法和方式进行改革。采取虚拟仿真和实际硬件实验相结合的方式。根据实验的要求运用已学的知识, 建立系统数学模型, 根据工程设计方法设计满足指标的调节器等, 然后利用simulink仿真软件, 观察实验效果是否满足要求, 并对一些参数进行修正。清楚了本实验的理论结果之后, 最后在硬件实验操作台上完成本实验的硬件调试, 最后观察了讨论虚拟仿真和实际情况的误差情况。这使学生更好的将理论和实践结合在一起。

3 实践教学成绩评定的改革

课内实验成绩占电力拖动控制系统课程的30%-40%, 比重比以往有所增加, 课内实验成绩及期末的电力拖动控制系统的综合实训成绩如何评定, 要对以往的大家平均分差不多的情况进行改革。每个实验的成绩由方案设计、虚拟仿真、参数修正、硬件调试、答辩及实验报告组成。每组3-4人经过讨论提出设计方案, 然后选派一名同学阐述方案可行性, 如果方案通过, 接着做后面几个方面内容。每组学生要依据在实验中所做的工作情况排序。最后教师按照各组的实验情况排序打分。排在前几组的可以申请免答辩, 排在最后几组的可以通过答辩环节提高排序名次。最后教师根据综合评定给出每组的总成绩, 然后根据每组成员的排序给出每个同学的成绩。这种方式有利于激励学生更多的参与实验中来, 而不是以往的“别人做着我看着, 大家分数一样”的局面。

对于实践性较强的电力拖动控制系统课程中的实践部分, 既要加大实践学时, 还要扩展实践内容而不局限于验证性实验。另外还要利用计算机辅助仿真设计与传统的硬件实验操作台相结合。最后还用对实践环节的成绩评定加以讨论和改革。

参考文献

李萍, 厉虹, 侯怀昌。电气工程及其自动化专业控制系统课程实验教学改革探讨[J]。教育理论与实践, 2010, 30 (5) :61-63

电力拖动系统 篇9

关键词：电力拖动自动控制系统,理论教学改革,实践教学改革

1 引言

电力拖动自动控制系统又称运动控制系统, 是一门将电机学、电力电子学、微电子学、计算机科学、自动控制理论等多门学科有机结合的综合性和实践性很强的课程, 是自动化专业的主干专业课。

2 电力拖动自动控制系统教学现状

20世纪80年代中期以来, 由于直流电动机的转速容易控制和调节, 所以在变速传动领域中, 直流调速一直占主导地位, 由此在电力拖动自动控制系统的教学中也以直流电机的调速系统为主, 相应的教材也是大部分讲解直流调速系统, 而交流调速系统只占小部分, 而现代工业实际应用中, 随着电力电子技术的发展、微机控制技术的发展、现代控制理论的发展使得交流电机的调速问题得到解决, 交流电机可以做到和直流电机一样的调速性能, 交流调速系统得到了普遍的应用, 故应加大交流调速系统的教学力度。

传统的理论说教的教学模式已不能适应现代电力拖动的教学, 不能以纯连续系统进行讲述, 应加大数字控制系统的教学。

从理论到实践的教学现状告诉我们, 必须对电力拖动的教学进行研究、探讨, 寻求新形势下的电力拖动自动控制系统的教学模式。

3 电力拖动自动控制系统的理论教学改革

3.1 教学内容的改革

电力拖动自动控制系统的教学内容应在适当阐述理论基础上, 重点讲述系统的分析和工程应用, 以提高学生处理实际问题的能力, 以系统控制规律为主线, 在强调闭环控制的前提下, 浅显地讲述直流调速系统的动、静态性能和设计方法, 并深入地讲解交流调速系统的组成和应用, 以及它的工程实现。例如围绕当今电气控制的主要技术——变频控制技术, 重点突出变频技术的两大主流系统矢量控制系统 (VC系统) 和直接转矩控制系统 (DTC系统) 的教学。

3.2 教学手段的更新

充分利用计算机辅助教学手段, 将电力拖动教学中的枯燥理论以生动、形象的画面呈现给学生, 配以动画效果, 吸引学生的注意力, 提高学生的兴趣。例如, 直流电动机双闭环调速系统的起动过程这段内容, 可以按动态起动过程的三个阶段, 将每个阶段电流和速度变化过程制作成动画, 边讲边演示, 非常清晰明了地使学生掌握了这部分的内容。

3.3 教学方法的革新

借助计算机仿真技术, 结合教学内容的改革, 以工程应用为主的思想, 将MATLAB/Simulink融入到教学中, 构建系统模型, 用设置和修改参数的方法, 比较直观地讲述控制系统理论。例如不同类型PID控制器对系统的影响, 在课堂上构建三种不同类型的PID控制器模型, 如P, PI, PID三种, 分别设置参数Kp, Ki, Kd的值, 得到其仿真曲线, 从仿真结果中很直观地理解参数的变化对系统性能的影响。

4 电力拖动自动控制系统的实践教学改革

独立学院是以培养实用型、应用型人才为目标, 因此实践能力、解决问题的能力、工程应用能力成为电力拖动自动控制系统实践教学的重点, 为了配合理论教学改革, 首先将我院电力拖动自动控制系统原有实验课时10学时, 调整为12学时, 而直流调速系统是理论基础, 因此直流调速系统以验证性实验为主, 设置单闭环和双闭环直流调速系统的性能测试, 用4学时完成, 其中, 用2学时上机仿真, 将单闭环和双闭环直流调速系统用Simulink软件仿真, 得到仿真数据, 然后再用2学时在实验台上操作, 将两种实验数据进行比较, 得出结果, 并与实验报告上反映出这两种实验数据及分析。而交流调速系统以设计性实验为主, 给出设计要求指标, 学生先设计, 然后仿真设计, 调试直到满足实验要求, 再到实验台上操作完成, 同样4学时完成, 但这就推动学生要在实验前做个一系列的准备, 比如设计方案的选定, 系统建模, 这样才能在4学时实验课堂上完成任务。

最后4学时将依托现有设备, 开发基于PLC的变频调速系统的综合性实验, 完成用PLC控制变频器实现基本的电机的正、反转控制, 启动、停止控制, 使学生初步地掌握工程应用方法, 具备解决工程应用问题的能力。

5 结语

通过多年的电力拖动自动控制系统教学积累, 并将上述改革思想融入教学中, 在逐年的实施过程中, 效果良好, 学生对运动控制系统的理解和应用得到了提高, 同时也发现了不足, 如DTC系统的实验就缺少, 因而关于电力拖动自动控制系统和教学改革还需不断完善, 改革也将继续下去。

参考文献

电力拖动系统 篇10

1 电力拖动系统

1.1 稳定运行概念

(1) 转速改变:假设原本是在工业生产中的运动, 以相同的速度进行。当通过一些条件, 如负载转矩变化, 电源电压变化时, 系统切换原来的转速 (速度可能是变大或是变小) , 将原有平稳状态所打破。而在这一种情况下电力拖动系统会生产新的转速并且可以持续一段时间, 然后通过新的转速带来新的稳定状态, 并产生新的工业生产运行。这表明该系统的运行状态是非常稳定的。

(2) 转速变回:可能是因为电源电压及负载转矩变化所带来的副作用消失, 新的转速转变回原有的转速, 电力拖动系统后又进行正常运行。这点也可说明电力推动系统是很稳定的。

(3) 转速超限上升、下降:电源电压及负载转矩变化所带来的副作用消失之后, 电力拖动系统的转速却超越正常限量的上升或是下降, 则可证明该系统的运行存在不稳定的情况。

1.2 工作原理

(1) 方向的判断正方向判断:电动机在未有干扰和障碍的环境下, 假设可以正常地旋转, 即可认为方向为正方向。电磁转矩、转速所形成方向和电动机旋转一致为正向;反方向判断:电磁转矩、转速所形成方向和电动机旋转不一致为反向。

(2) 控制情况:一般情况下是用电气设备控制。计算机对电力拖动系统控制运用的方法主要是靠逻辑运算、编写程序进行。

1.3 负载机械性、过渡

(1) 负载机械性分为:恒转矩、恒功率、风机泵类负载三种。在电动机上运用负载非常广泛的, 为了可完善电力拖动系统, 对负载了解就非常必要。第一, 要知道恒转矩、恒功载、风机泵类负载以及负载方程式;第二, 要了解负载曲线图, 与所学过的动力学有机结合, 对负载分析, 分析其特性。

(2) 过渡:过渡受外来因素影响 (包括外部环境、人为等原因) 负载转矩参数会发生变化, 电力拖动系统稳定性会被打破。为了确保电力拖动系统稳定, 要明确根据电动机机械性产生变化来确定过渡的运行情况。

1.4 电动机

(1) 电动机种类:a.安装方式:包括卧式、立式两种类型;b.防护方式:包括开放式、防护式、封闭式、防爆式四种类型。

(2) 电动机工作:可用连续工作制进行表达, 多数情况电动机工作形式与生产机械一致, 从三方面选择 (连续工作制、周期继续工作制、短期工作制) 。

(3) 电动机的选择:电动机好坏决定电力拖动系统的成功与否, 因此对与电动机的选择要细心, 既要考虑电动机自身性能和所工作的环境, 还要考虑到价格等客观因素。电动机构造、机械能力、形式要完完全全根据生产要求进行, 做到机械类别、负载条件、形式完全是吻合的, 也只有满足了这些条件才可保证电动机质量合格及正常运行, 才能让电力拖动系统发挥出最佳的效果及作用。在生产运行中会发现电动机容量同样也是重要的环节, 在选择电动机时要非常重视。电动机工作时所要求的环境同样重要, 环境温度要是渐渐升高并接近或达到规定温度值, 就会造成电动机在运行时的机械散热作用及拖动负载作用不能发挥最大效果。

在选择电动机容量的时候需要正确判断额定功率值, 但在现实环境的影响下, 额定功率地计算并不容易, 它要求我们要了解并掌握好电动机相关依据、理论, 并且通过合理分析及试验。电动机额定转速是按照经济、技术、使用数据决定, 例如:在一个电动机运行过程中制动、启动次数变少就可用技术、经济两方面对电动机进行选择, 而一个电动机运行过程中启动、制动次数多时即可用储蓄量来对电动机进行选择。

1.5 安全保护

电力拖动系统所无法忽视的问题:安全保护, 可分为电器保护、计算机保护两个方面。电器保护是最为简单的也是最为基础的, 又可成为短路保护、过流保护、热保护、欠电压保护等等。

(1) 短路保护:为防止因电流短路造成一些绝缘电气设备受到机械上故障或损坏状况, 或是制止电流所产生电动应力作用下, 使电动机绕线、延伸电路绕线以及其他的零件、设备受到损坏和故障。

(2) 热保护:防止因为电动机运行时间长、电动机运行超载时间过长所产生出来大量热量的问题, 因为这一些热量让绕线温度超过所规定正常温度范围最后破坏电动机运行, 或让电动机未能正常运行工作。

(3) 过渡保护:防止电动机在运行前出现无法准确的启动, 又或者是电动机在运行前负载过大所形成电流量会破坏传动机的零件, 让电动机受到故障、损坏状况。

(4) 欠电保护:防止电动机电源电压下降过低, 让电动机运行过程中, 转速也慢慢降低甚至是停止运行造成电气设备的损坏、电路受损、故障的情况。

2 电力拖动系统稳定运行的充要条件

众多电力拖动、电机和拖动、电机学资料及参考书中均给出一结论:电力拖动系统稳定的充要条伯为在T=TL外, 。可是对于这个条件几乎示有证明或解释。以下内容对此条件作一些简单的说明。

2.1 必要性

T=TL此条件表明在同一Ton平面作出电力拖动系统中电动机的机械特点与生产机械负载转矩特点两条曲线一定要有交点, 系统可会运行稳定。如果未有交点则系统不可能会稳定。

2.2 充分性

微分可近似以微小增量进行表示, 即电力拖动系统稳定运行的充分条件可以近似表示:T=TL处, 。以下对此条件作出解释性的说明:

(1) 当△n>0, 即系统为加速, 并且满足了的条件。同时在不等式两边乘上大于0的△n, 不等号方向保持不变, 有△T<△TL, 即:T+△T

(2) 当△n<0, 即系统为减速, 并且满足了的条件。同时在不等式两边乘上小于0的△n, 不等号方向转变, 有, 即。也根据电力拖动系统运动方程式可知系统为加速, 最后系统达到新平稳以及稳定运行。

2.3 系统稳定性的分析

按照上面条件的进行判断他励立直流电动机拖动恒转矩负载情况, 如图一, 知道△n>0, △T<0, 满足了的条件, 系统那可以稳定的运行。通过此项内容可判定各类电力拖动系统是不是处于稳定的状态中, 如图1所示。

3 结束语

通过上述的分析, 可得出以下结论:正常工作中的他励直流电动机带三种典型的系统都可稳定运行;异步电动机如果在机械特性的工作带三种典型负载中也可运行稳定, 可是如果在机械特性的非工作段中只有泵类负载时系统才可稳定;如果是因为电枢反应去磁作用强, 导致他励直流电动机机械特性上翘, 三种典型负载系统都不能稳定运行。

参考文献

[1]王雨.电力拖动系统稳定的条件及判断方法[J].科技传播, 2011 (05) :84-86.

[2]杨凤梧, 李传淮.电力拖动系统稳的自动控制和安全保护[J].中国仪器表, 2009 (02) :56-58.

电力拖动一体化教学探索 篇11

关键词：电力拖动 一体化 教学 评价

【中图分类号】G712

当前一体化教学成为技工院校积极改革和实施的一个方向，电力拖动是电气工程或维修电工专业的重要的专业课。本校从2003年起对电力拖动这门课实施了一体化教学，经过12年的教学探索和实施，认为一体化教学对电力拖动这门课是行之有效的，开展一体化教学对于提高学生的学习兴趣，学习能力，专业技能，以及意志品质，团队精神等都起到了很好的效果。

一.实施准备：首先确定教材，由中国劳动社会保障出版社出版的《电力拖动控制线路与技能训练》的编写采用了理论知识和技能训练一体化的模式，是一体很好的适合一体化教学的教材。其次建设好一体化教室，要配备好教学用的多媒体设备和实训设备。最后要保证足够的教学时间，本校采用了连续10周的教学时间，总共350学时。

二.教学过程：

（1）教学目标和任务的确定。根据学生就业的实际需要，国家维修电工中级工的考核要求，学生的综合情况，学校实训室的实际条件等确定教学目标和任务。要求学生掌握常用低压电器的原理，安装，检测与维修。主要有低压熔断器，低压开关，主令电器，接触器，继电器等。掌握电动机的基本控制线路及其安装，调试和维修。主要有三相异步电动机的正反转控制线路，顺序控制和多地控制线路，三相异步电动机的降压启动控制线路，三相异步电动机的制动控制线路，多速异步电动机的控制线路，绕线转子异步电动机的控制线路。掌握常用生产机械的电气控制线路的安装，调试和维修。主要是CA6140车床电气控制线路，Z37摇臂钻床电气控制线路，X62W万能铣床电气控制线路。

（2）教法和学法。根据教学目标和学生实际情况，常用的教学方法有讲授法，演示法，启示式教学，自主探究法，实习法，小组合作学习法等。比如在学习课题五接触器时，在讲授接触器的外形结构时，重点讲解接触器的线圈接线柱，主触头3对，辅助常闭触头2对，辅助常开触头2对，让学生用万用表测量各触头，判断哪些是常开触头，哪些是常闭触头，哪些是主触头。接着讲解常开，常闭的概念，是指接触器末通电前的状态。当线圈通电时，常闭触头先断开，常开触头随后闭合，中间有一个很短的时间差，当线圈断电后，常开触头先恢复断开，随后常闭触头恢复闭合，中间也存在一个很短的时间差。这个时间差很短，但对分析线路的控制原理非常重要。分小组学习时，4人为1个小组，分组的原则是组间同质，组内异质。组与组之间相互竞争，组内成员间相互帮助，让先进的学生带动后进的学生，最后达到共同进步，共同掌握的目的。

（3）评价与考核。日常评价有3个部分组成，包括学生自评，组长评价，教师评价。评价等级分为四级，优秀，良好，合格，不合格。评价的内容包括安全操作，责任意识，学习态度，团队合作精神，專业能力等。专业能力的评价项目主要有线路原理能否正确分析，选用工具，仪表及器材，元器件能否正确使用，安装布线的准确性，工艺，速度，故障分析与排除的速度，难度等。阶段性的评价有现场操作考试，笔试，口试，综合作业等形式，期末总结性考核采用教考分离的原则，请兄弟院校或人社局职业鉴定处的同志按照国家职业标准进行考核。

结论：十多年的教学经验证明，通过做中学，学中做的一体化教学，学生的人格品质，专业能力，职业素养有了很大的提高，毕业后能够较好胜任用人单位的岗位要求，有利于学生的终身发展。

参考文献：

[1]《电力拖动控制线路与技能训练》，中国劳动社会保障出版社。ISBN978-7-5045-5989-0

电力拖动系统 篇12

1 机床电力拖动系统的硬件电路组成原理

采用Intel 80C51单片机作为SPWM的逆变控制的主要技术手段, 实现机床电力拖动系统的正常运行。机床电力拖动系统主要有以下几个部分组成:交-直-交主电路、单片机控制系统、采样电压输入系统、键盘插座、电压显示、频率显示、去光电隔离及驱动电路、故障信号显示等。

单片机系统设计: (1) 最小系统。单片机的最小系统指的是单片机在工作过程中, 利用最少的原件能够使单片机正常工作的系统。80C51系列单片机的最小系统的组成部分主要包括:时钟电路、复位电路、输入/输出设备等。 (2) 单片机主回路的设计。功率流程在单片机主回路的设计过程占有重要作用, 其功率流程原理主要是:当市电输入保护电路系统时, 保护电路对其进行滤除噪声, 然后再对其进行整流、滤波, 使其转换为直流电压, 最后直流电压输入桥式逆变电路, 变成直流电压, 然后直流电压输入到桥式逆变电路, 再通过三相逆变器再经输出变压器隔离后将整流后的直流电转换为可进行压频协调控制电压。在单片机的控制下, PWM发生器输出六路PWM波形, 输出脉冲经过驱动电路的调制, 最后使其输出电压和频率发生改变, 电机转速就会随之发生变化。变频器工作的频率范围在0Hz到50Hz之间, 其中把50Hz设定为基频, 即电机从0Hz到50Hz变化时, 输出电压是根据压频比协调变换的。单片机主回路主要分为四大部分:即全桥逆变电路、整流滤波、驱动电路以及单片机控制PWM产生器的控制电路;另外电路在输入和输出端还有过流检测, 电压电流取样电路以及保护电路, 从而保证电路的稳定性。

2 机床电力拖动系统系统软件

2.1 系统软件主程序

通过汇编语言对系统软件主程序进行相应的编写程序。系统主程序主要包括:初始化子程序、PWM信号产生子程序、显示子程序。SPWM信号产生在子程序中, 由单片机产生单极性恒幅正弦波脉宽调制模拟信号, 通过给定两个计数, 查表得出各调制脉宽值, 经过CPU系列运算, 由I/O输出SPWM信号, 经光电隔离、电平转换, 最终实现控制各场效因管的通断。

2.2 系统软件子程序

逆变器专用模块出现过压、过流、过温等异常情况时, FO输出端变为低电平, 送入80C51的P32口, 使单片机工作产生中断, 同时发出故障信号, 封锁SPWM的输出信号。

3 电力拖动系统稳定控制方法

3.1 基于线性模式的控制方法

线性模式下的控制方法在电力拖动系统稳定控制中经常用到, 该方法需要建立电力拖动系统的线性模型, 对模型进行线性化处理。一般意义上讲, 在非线性电力拖动系统模型的某一点上进行泰勒展开, 就会使系统的局部出现线性化数据。建立起电力拖动系统的线性化模型, 就可以对电力拖动系统运用多种成熟的线性系统理论进行分析研究, 常用的线性系统分析法包括:线性二次高斯法、极点配置、线性最优、线性H无穷控制等。

3.2 非线性控制理论控制方法研究

(1) 利亚普诺夫直接法;这是建立在非线性系统上的研究方法, 这种方法有很清晰的物理意义与非常严格的数学理论基础。然而, 该方法也存在缺陷, 它无法为构造相应的利亚普诺夫函数提供方法, 而且还会出现一个系统中存在不同的多个函数的可能, 只有构造系统的利亚普诺夫函数, 才能很好地应用该方法, 在实践中, 这种方法经常与其他的控制方式联合使用, 组成电力拖动系统稳定控制系统。 (2) 映射线性化方法;建立电力拖动系统中元件的数学模型, 可以发现这些都是非线性模型, 当前的重点是如何寻求一种可以将这些非线性模型转换成线性模型的方法, 以实现采用线性系统分析法对这些非线性系统模型进行分析研究, 映射线性化方法应运而生。该方法分为以下方面:

映射线性化方法中最常用的一种线性化方法就是微分几何理论的线性化方法, 微分几何理论拥有坚实的理论基础, 在实际运用过程中可以应对多种理论需要, 然而这种方法的缺点也非常明显, 这种方法要求非常精确的系统模型, 但是对模型和参数不确定的鲁棒性并没有就行数学推导, 而且这种方法的控制规律也非常复杂。电力拖动系统中极强的非线性程度决定了微分几何理论线性方法会经常用到, 在大干扰的情况下, 传统的局部线性化方法就显得难以适用, 而微分几何控制法则可以在更大范围内进行线性化控制, 可以使控制器可以控制大部分的系统运行点。

逆系统方法也是映射线性化方法中常用的一种方法, 这种方法在掌握和使用上非常简单易懂, 而且不局限于仿射非线性系统中。然而, 应用这种方法就必须有非常精确的被控系统数学模型, 在非线性程度非常大的电力拖动系统中, 这种要求被控系统有清晰而准确解析表达方式的方法局限性很大。现代电力拖动系统控制中采用的神经网络法已经不需要系统模型, 所以逆系统控制法经常是配合神经网络技术使用才能充分发挥效用。

4 结语

电力拖动系统是一个复杂的系统, 有着多目标、高维数、分散性和关联性的特点, 要想实对电力拖动系统稳定性的可靠控制, 就必须在深刻了解电力拖动系统内部结构的基础上运用多种方法进行联合控制。

参考文献

[1]祝清涛, 王超.电力拖动系统中电器控制线路的设计[J].筑路机械与施工机械化, 2003 (02) .

[2]杨凤梧, 李传淮.电力拖动系统的自动控制和安全保护[J].中国仪器仪表, 2001 (02) .