电力拖动课程设计报告
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电力拖动课程设计小结一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握电力拖动的基本原理和运行规律,学会分析电动机的启动、制动和调速等基本电力拖动系统,培养学生运用理论知识解决实际问题的能力。
知识目标:1. 了解电力拖动系统的组成及工作原理;2. 掌握电动机的启动、制动和调速方法;3. 熟悉电力拖动系统的运行规律和性能指标。
技能目标:1. 能够分析电动机的启动、制动和调速过程;2. 能够运用所学知识对电力拖动系统进行设计、调试和维护。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力拖动技术的兴趣和好奇心;2. 使学生认识到电力拖动技术在现代工业中的重要性;3. 培养学生严谨治学、勇于探索的科学态度。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括电力拖动系统的组成、电动机的启动、制动和调速方法,以及电力拖动系统的运行规律和性能指标。
1.电力拖动系统的组成:电动机、控制电路、传动装置、负载等。
2.电动机的启动方法:直接启动、降压启动、变频启动等。
3.电动机的制动方法:能耗制动、反接制动、再生制动等。
4.电动机的调速方法:变压调速、变频调速、串电阻调速等。
5.电力拖动系统的运行规律和性能指标:启动特性、制动特性、调速特性等。
三、教学方法本节课采用讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等多种教学方法。
1.讲授法:主要用于阐述电力拖动系统的原理、电动机的启动、制动和调速方法等理论知识。
2.讨论法:学生针对电力拖动系统的运行规律和性能指标进行讨论,提高学生的思考和分析能力。
3.案例分析法:分析实际工程中的电力拖动系统案例,使学生能够将理论知识应用于实际问题。
4.实验法:安排实验室实践环节,让学生亲自动手操作,验证电力拖动系统的原理和性能。
四、教学资源本节课的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
1.教材:电力拖动技术教材,用于引导学生学习基本理论知识。
2.参考书:相关电力拖动技术的专业书籍,为学生提供丰富的学习资源。
3.多媒体资料:制作课件、教学视频等,形象生动地展示电力拖动系统的原理和运行过程。
《电力拖动自动控制系统》课程设计报告(1)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊目录一﹑前言 (2)1. 1设计目的 (2)1. 2设计内容 (2)二﹑伺服系统的基本组成原理及电路设 (2)1.伺服系统基本原理及系统框图 (2)三﹑调试后的图 (8)四﹑设计心得与体会 (13)五﹑参考文献 (14)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊《电力拖动自动控制系统》课程设计报告一、前言1.1设计目的和要求1.使学生进一步掌握电力拖动自动控制系统的理论知识,培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力;2.使学生基本掌握常用电子电路的一般设计方法,提高电子电路的设计和实验能力;3.熟悉并学会选用电子元器件,为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。
1.2设计内容1、分析和设计具有三环结构的伺服系统,用绘图软件(matlab)画原理图还有波形图;2、分析并理解具有三环结构的伺服系统原理。
二﹑伺服系统的基本组成原理及电路设计2.1伺服系统基本原理及系统框图伺服系统三环的PID控制原理以转台伺服系统为例,其控制结构如图2-1所示,其中r为框架参考角位置输入信号, 为输出角位置信号.┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊图2-1 转台伺服系统框图伺服系统执行机构为典型的直流电动驱动机构,电机输出轴直接与负载-转动轴相连,为使系统具有较好的速度和加速度性能,引入测速机信号作为系统的速度反馈,直接构成模拟式速度回路.由高精度圆感应同步器与数字变换装置构成数字式角位置伺服回路.转台伺服系统单框的位置环,速度环和电流环框图如图2-2,图2-3和图2-4所示.图2-2 伺服系统位置环框图┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊图2-3 伺服系统速度环框图图2-4 伺服系统电流框图图中符号含义如下:r为位置指令;θ为转台转角;u K为PWM功率放大倍数;d K为速度环放大倍数;v K为速度环反馈系数;i K为电流反馈系数;L为电枢电感;R为电枢电阻;m K为电机力矩系数;e C为电机反电动势系数;J为等效到转轴上的转动惯量;b为粘性阻尼系数,其中J=m J+L J,b=m b+L b,m J和L J分别为电机和负载的转动惯量,m b和L b分别为电机和负载的粘性阻尼系数;f T为扰动力矩,包括摩擦力矩和耦合力矩。
电力拖动设计与仿真报告1. 引言电力拖动是一种利用电车辆近零排放的动力系统,实现汽车的运动和驱动的技术。
电力拖动可以大大减少对环境的污染,并提高能源利用率。
本报告将介绍电力拖动的设计与仿真,以及对比分析不同设计参数对系统性能的影响。
2. 设计概述电力拖动的系统由电机、电池、控制器等组成。
电机通过控制器控制电池的输出电流,从而驱动汽车运动。
设计的目标是实现高效率的能量转换和卓越的性能。
3. 电机选择和建模在本次设计中,我们选择了无刷直流电机。
针对设计要求,我们建立了电动机的数学模型,包括电动机的转矩方程、速度方程和电流方程。
通过模拟电机在不同负载下的性能,我们可以进一步优化电机设计参数。
4. 电池容量选择和优化电池的容量直接影响电车的续航里程。
我们根据电动机的模型和预设的运动路线,计算了不同电池容量下的续航里程。
通过综合考虑续航里程和整车重量的关系,我们选取了最佳的电池容量,并进一步优化了电池的充放电策略。
5. 控制器设计与仿真控制器是电力拖动系统的核心,负责实时监测车辆状态,并根据需求控制电池的输出电流。
我们采用了PID控制算法来实现速度调节和位置控制。
通过仿真,我们可以评估不同控制参数对系统响应时间、稳定性等性能指标的影响。
6. 仿真结果与分析基于以上设计与建模,我们进行了电力拖动系统的仿真,并分析了不同设计参数对系统性能的影响。
通过仿真结果,我们发现优化的电池容量能够显著提升续航里程,而适当调整控制器参数可以提高系统的稳定性和响应速度。
此外,我们还发现高效的电机设计能够减少能量损失,从而提高系统效率。
7. 结论本报告介绍了电力拖动系统的设计与仿真。
通过建立电动机模型、优化电池容量选择和设计控制器,我们能够对电力拖动系统的性能进行预测和优化。
通过仿真分析,我们可以明确不同设计参数对系统性能的影响,为实际系统的设计和开发提供指导。
电力拖动系统的应用具有重要的意义,能够推动汽车行业向环保和高效能源的发展方向迈进。
电力拖动课程设计word一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握电力拖动的定义、分类及工作原理,了解其在工业生产中的应用。
2. 使学生了解电力拖动系统中常用的电动机类型及其特性,能分析不同电动机适用场合。
3. 让学生掌握电力拖动控制电路的基本原理和设计方法,能分析常见故障及排除方法。
技能目标:1. 培养学生运用电力拖动知识解决实际问题的能力,能设计简单的电力拖动控制系统。
2. 提高学生动手实践能力,能正确连接和调试电力拖动控制电路。
3. 培养学生团队协作和沟通能力,能在小组讨论中发表见解,共同解决问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力拖动技术的兴趣和热情,激发学习积极性。
2. 培养学生严谨的科学态度,注重实践操作的安全性和准确性。
3. 引导学生关注电力拖动技术在节能减排和可持续发展中的作用,树立环保意识。
课程性质:本课程为电气工程及其自动化专业的一门专业基础课程,旨在培养学生掌握电力拖动的基本理论、知识和技能,为后续专业课程学习打下基础。
学生特点:学生已具备一定的电路原理和电机知识,具有较强的逻辑思维能力和动手实践能力。
教学要求:结合学生特点和课程性质,注重理论与实践相结合,提高学生实际操作能力,培养学生解决实际问题的能力。
在教学过程中,关注学生学习情况,及时调整教学方法和策略,确保课程目标的实现。
通过本课程学习,使学生具备电力拖动控制系统的设计、调试和故障排除能力。
二、教学内容1. 电力拖动基本概念:介绍电力拖动的定义、分类及工作原理,分析其在工业生产中的应用。
教材章节:第一章 电力拖动概述内容安排:2学时2. 常用电动机类型及特性:讲解交流异步电动机、直流电动机、步进电动机等常用电动机的结构、原理及特性。
教材章节:第二章 常用电动机及其特性内容安排:4学时3. 电力拖动控制电路:分析电力拖动控制电路的基本原理、设计方法及其应用。
教材章节:第三章 电力拖动控制电路内容安排:6学时4. 故障分析与排除:探讨电力拖动控制电路的常见故障现象、原因及排除方法。
电力拖动自动课程设计一、课程目标知识目标:1. 掌握电力拖动自动控制的基本原理,了解电机运行特性及控制方法。
2. 学会分析电力拖动系统的电路图,并能正确识别主要部件及参数。
3. 掌握电力拖动自动控制系统的调试与维护方法。
技能目标:1. 能够运用所学知识,设计简单的电力拖动自动控制电路。
2. 培养学生动手操作能力,学会使用相关工具和仪器进行电力拖动系统的调试。
3. 培养学生团队协作能力,提高问题分析和解决问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力拖动自动控制技术的兴趣,激发学习热情。
2. 培养学生严谨的科学态度,注重实践操作的安全性和准确性。
3. 增强学生的环保意识,了解电力拖动系统在节能环保方面的应用。
本课程针对高年级学生,结合课程性质、学生特点和教学要求,明确课程目标,旨在帮助学生掌握电力拖动自动控制的基本知识和技能,提高实践操作能力,培养学生团队协作意识和创新精神。
通过本课程的学习,使学生具备一定的电力拖动系统设计和维护能力,为未来从事相关领域工作打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分:1. 电力拖动自动控制基本原理:介绍电力拖动系统的组成、工作原理及运行特性,涉及电机控制基础知识。
2. 电力拖动自动控制系统电路分析:分析常见电力拖动系统电路图,识别主要部件及参数,讲解各部分功能及其相互关系。
3. 电力拖动自动控制电路设计:根据实际需求,设计简单的电力拖动自动控制电路,培养学生实际操作能力。
4. 电力拖动自动控制系统调试与维护:学习调试方法,掌握维护技巧,提高系统运行稳定性。
教学内容安排如下:1. 第1周:电力拖动自动控制基本原理学习。
2. 第2-3周:电力拖动自动控制系统电路分析。
3. 第4-5周:电力拖动自动控制电路设计。
4. 第6-7周:电力拖动自动控制系统调试与维护。
教学内容与教材关联性如下:1. 教材第1章:电力拖动自动控制基本原理。
2. 教材第2章:电力拖动自动控制系统电路分析。
电力拖动自动控制系统课设报告课设题目:电动自行车调速控制电路的设计小组成员:目录摘要一、概述二、电动车电机的调速及电路设计(一)永磁无刷直流电机结构及基本工作原理(二)永磁无刷直流电机调速系统设计(三)驱动设计(四)无刷直流电机接线图摘要电动车是一种安全、经济、清洁的绿色交通工具,不仅在能源、环境方面有其独特的优越性和竞争力,而且能够更方便地采用现代控制技术实现其机电一体化的目标,因而具有广阔的发展前景。
随着永磁材料和功率电子元器件的不断进步,永磁无刷直流电动机得到了快速的发展,它们被广泛地用于变速驱动、伺服驱动、兵器、航空、航天和工业自动化等各个领域。
因此,合理正确地设计永磁无刷直流电动机是一个越来越重要的课题。
从本期起分期介绍无刷直流电动机的设计,主要有:无刷直流电动机的结构和工作原理,以及连接方式;分数槽绕组;磁路计算;电路系统的计算等内容。
关键字:电动车、无刷直流电机、双闭环直流调速系统、控制器系统。
一、概述人类与环境共存和全球经济的可持续发展使人们迫切希望寻求到一种既能代替人力又低排放和有效利用资源的交通工具,电动车是一种安全、经济、清洁的绿色交通工具,不仅在能源、环境方面有其独特的优越性和竞争力,因此使用电动车无疑是一种很有希望的方案。
现代电动车是融合了电力、电子、机械控制、材料科学以及化工技术等多种高新技术的综合产品。
整体的运行性能、经济性等首先取决于电池系统和电机驱动控制系统。
电动车的电机驱动系统一般由4个主要部分组成,即控制器、功率变换器、电动机及传感器。
目前电动车中使用的电动机一般有直流电动机、感应电动机、开关磁阻电动机以及永磁无刷电动机等。
二、系统要求2.1电动车对电动机的基本要求电动车的运行,与一般的工业应用不同,非常复杂。
因此,对驱动系统的要求是很高的。
主要有如下几大方面:1 电动车用电动机应具有瞬时功率大,过载能力强、过载系数应为(3~4),加速性能好,使用寿命长的特点。
电力拖动基础课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解电力拖动的概念、原理及应用领域,掌握基本电路的组成及工作原理。
2. 学会分析常见的电力拖动电路,了解不同类型负载的特点及对应的拖动方法。
3. 掌握电机启动、制动、调速等基本控制环节的设计方法。
技能目标:1. 能够正确使用实验设备进行电力拖动实验,具备实际操作能力。
2. 能够运用所学知识分析和解决实际电力拖动问题,具备一定的工程实践能力。
3. 能够通过查阅资料、团队合作等方式,设计简单的电力拖动控制系统。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力拖动技术的兴趣,激发学习热情,增强对电工电子专业的认同感。
2. 培养学生的团队合作意识,学会与他人共同解决问题,提高沟通与协作能力。
3. 增强学生的安全意识,养成严谨的科学态度,树立正确的工程伦理观念。
本课程针对高中年级学生,结合课程性质、学生特点和教学要求,将目标分解为具体的学习成果。
通过本课程的学习,使学生能够掌握电力拖动的基本知识,具备一定的电力拖动控制系统设计能力,并形成积极的学习态度和安全意识。
为实现教学设计和评估的有效性,课程目标具体、可衡量,便于学生和教师明确课程的预期成果。
二、教学内容1. 电力拖动基本概念:介绍电力拖动的定义、分类及发展历程,分析电力拖动系统在工业生产中的应用。
教材章节:第一章 电力拖动概述2. 电机的工作原理与结构:讲解直流电机、交流电机的工作原理及结构特点,分析不同类型电机的适用场合。
教材章节:第二章 电机的工作原理与结构3. 基本电力拖动电路:学习单相、三相异步电动机的启动、制动、调速电路原理及设计方法。
教材章节:第三章 基本电力拖动电路4. 电力拖动控制系统设计:介绍电力拖动控制系统的设计方法,包括控制器选择、电路参数计算等。
教材章节:第四章 电力拖动控制系统设计5. 电力拖动实验:进行实际操作训练,学会使用实验设备,验证理论知识,提高实际操作能力。
教材章节:第五章 电力拖动实验6. 实际案例分析:分析典型电力拖动工程案例,使学生了解实际应用中的电力拖动系统设计及调试方法。
电力拖动实验课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解电力拖动的概念,掌握基本的电力拖动原理。
2. 学生能够掌握电力拖动系统中常用电机的工作原理及特性。
3. 学生能够描述电力拖动系统中电流、电压、功率等物理量的关系。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析并解决电力拖动系统中的简单问题。
2. 学生能够正确操作实验设备,进行电力拖动实验,并正确记录、处理实验数据。
3. 学生能够运用实验结果,分析电力拖动系统的性能,提出优化建议。
情感态度价值观目标:1. 学生通过实验课程,培养对物理学科的兴趣,增强学习动力。
2. 学生能够认识到电力拖动技术在生产生活中的重要性,增强社会责任感。
3. 学生在实验过程中,培养团队合作精神,提高沟通与协作能力。
课程性质:本课程为实验课程,旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合,提高学生的实践操作能力和问题解决能力。
学生特点:学生为初中生,具有一定的物理基础,但对电力拖动知识了解较少,需要通过实践操作加深理解。
教学要求:教师应注重理论与实践相结合,引导学生主动参与实验,鼓励学生提问、思考、讨论,提高学生的实践能力和创新意识。
同时,关注学生的个体差异,给予个性化指导,确保每位学生都能达到课程目标。
通过本课程的学习,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
二、教学内容1. 电力拖动基本原理:包括电机的工作原理,电磁感应定律在电力拖动中的应用,电机类型及特点。
- 教材章节:第三章“电机与电力拖动”2. 电力拖动系统参数:介绍电流、电压、功率等物理量的计算方法,探讨各参数之间的关系。
- 教材章节:第四章“电力拖动系统参数分析与计算”3. 实验操作与数据处理:指导学生进行电力拖动实验,学习实验设备的使用方法,掌握实验数据的记录、处理与分析技巧。
- 教材章节:第五章“电力拖动实验”4. 电力拖动系统性能分析:通过实验结果,分析电力拖动系统的性能,探讨影响系统性能的因素,提出优化方案。
一.课程设计的目的与内容1.1课程设计的目的电力拖动自动控制系统课程设计是自动化专业的一门专业课,它是一次综合性的理论与实际相结合的训练,也是本专业的一次基本技能训练,其主要目的是:(1)理论联系实际,掌握根据实际工艺要求,设计直流拖动自动控制系统的基本方法;(2)对典型的直流拖动自动控制系统进行综合性的实验,掌握各部件和整个系统的调试步骤与方法,加强基本技能训练;(3)掌握参数变化对系统性能影响的规律,培养灵活运用所学理论解决控制系统中各种实际问题的能力;(4)培养分析问题、解决问题的能力,学会实验数据的分析与处理,编写设计说明和技术总结报告。
1.2课程设计的内容本课程的具体对象是直流调速系统,其主要内容为:(1)测定综合实验中所用控制对象的参数;(2)根据给定指标设计调速系统的调节器,并选择各环节参数;(3)按设计结果组成系统,进行系统调试以满足给定指标;(4)研究参数变化对系统性能的影响;(5)在不可逆系统调试的基础上,组成可逆系统并进行调试;(6)设计并计算主回路参数;(7)书写课程设计论文一份(6000-10000字),绘制双闭环逻辑无环流可逆调速系统原理图一张(2#图)。
二.主电路的设计2.1主电路电气原理图及说明主电路采用转速电流双闭环调速系统,是电流环(ACR)作为控制系统的内环,转速环(ASR)作为控制系统的外环,以此来提高系统的动态和静态性能。
二者串级连接,即把电流调节器的输出作为转速调节器的输入,再用转速调节器的输出控制电力电子变换器UPE,从而改变电机的转速,通过电流和转速反馈电路来实现电动机无静差地运行。
2.2整流变压器参数的选择变压器副边电压采用如下公式进行计算:已知Udmax=220V,取Ut=1V,n=2,A=2.34In/I2n=1 C=0.5 则U2=110V由此得:变压器的变化为:K=U1/U2=380/110=3.45一次侧电流和二次侧电流I1、I2的计算:I1=1.05*287*0.861/3.45=75AI2=0.861*287=247A变压器容量的选择:S1=M1U1I1=85.5KV AS2=M2U2I2=81.5KV AS=0.5*(S1+S2)=83.5KV A因此整流变压器的参数为:变化K=3.45,容量S=83.5KV A2.3平波电抗器参数的确定Ud=2.34U2cosαUd=Un=220V, 取α=0U2=Ud/2.34cos0=94.0171VId min=(5%-10%)In,这里取10%,则有:L=0.693*U2/I d min=37.2308mHα=U*min/n N=0.0067β=U*im/2In=0.28752.4晶闸管参数的计算晶闸管的额定电压通常选取断态重复峰值电压U DRM和反向重复电压U RRM 中较小的值作为该器件的额定电压。
电力拖动技术课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解电力拖动技术的基本原理,掌握电机的工作特性及相应的控制方法;2. 掌握电路图的识图方法,能正确分析电力拖动电路图;3. 了解电力拖动的应用领域,如工业控制、交通运输等。
技能目标:1. 能够运用所学的电力拖动知识,设计简单的控制电路;2. 能够对电力拖动系统进行故障分析和排除;3. 能够运用电力拖动技术,完成实际工程问题的解决方案设计。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力拖动技术的兴趣,激发其探索精神和创新意识;2. 增强学生的团队合作意识,培养其沟通协调能力;3. 提高学生对我国电力拖动技术发展的认识,增强民族自豪感。
课程性质:本课程为专业技术课程,以实践操作和理论学习相结合的方式进行。
学生特点:学生具备一定的电子电工基础知识,具有较强的动手能力和学习兴趣。
教学要求:结合学生特点,注重实践操作,强调理论知识与实际应用相结合,提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
通过课程学习,使学生能够掌握电力拖动技术的基本知识和技能,为后续相关课程的学习和实际工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 电力拖动技术基本原理:包括电机的工作原理、电机类型及特性、电力拖动系统组成等,对应教材第一章内容。
2. 电路图识图与分析:教授电路图的识图方法、电路元件的作用及其相互关系,分析典型电力拖动电路图,对应教材第二章内容。
3. 电力拖动控制技术:介绍常见的控制电路及其工作原理,如继电器控制、PLC控制等,对应教材第三章内容。
4. 电力拖动系统设计与应用:讲解电力拖动系统在实际工程中的应用,如电梯、机床等,并进行案例分析和设计实践,对应教材第四章内容。
5. 故障分析与维修:分析电力拖动系统常见故障原因,教授故障排除方法,提高学生的问题解决能力,对应教材第五章内容。
6. 实践操作:安排学生进行电力拖动实验,巩固所学知识,提高动手能力,对应教材第六章内容。
教学内容安排与进度:第1-2周:电力拖动技术基本原理;第3-4周:电路图识图与分析;第5-6周:电力拖动控制技术;第7-8周:电力拖动系统设计与应用;第9-10周:故障分析与维修;第11-12周:实践操作。
电力系统拖动课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握电力系统拖动的基本概念、原理及分类。
2. 使学生了解电力拖动系统中电动机、变压器、控制设备等主要设备的作用和性能。
3. 帮助学生理解电力拖动系统的运行特性,掌握相关计算方法。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析和解决电力系统拖动中实际问题的能力。
2. 提高学生设计简单电力拖动控制系统方案的能力。
3. 培养学生实际操作和调试电力拖动设备的基本技能。
情感态度价值观目标:1. 培养学生热爱电气工程及其自动化专业,增强对电力行业的职业认同感。
2. 培养学生的团队协作精神,提高沟通与交流能力。
3. 培养学生严谨的科学态度和良好的工程伦理素养。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程旨在使学生通过理论学习和实践操作,掌握电力系统拖动的相关知识和技能。
课程目标具体、可衡量,以便学生和教师在教学过程中能够明确课程预期成果,并为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 电力系统拖动基础理论- 电动机原理及其分类- 变压器的作用和性能- 控制设备的基本原理2. 电力拖动系统设备及其运行特性- 电动机的运行特性分析- 变压器的运行特性分析- 控制设备的选型与应用3. 电力拖动系统计算方法- 电动机的功率、电流计算- 变压器的电压、电流计算- 控制设备参数计算4. 电力拖动控制系统设计- 系统设计原则与步骤- 控制方案设计- 设备选型与参数配置5. 电力拖动系统实践操作- 实验设备认识与操作- 系统调试与故障排查- 实际案例分析教学内容依据课程目标,遵循科学性和系统性原则,结合教材章节进行组织。
教学大纲明确教学内容的安排和进度,确保学生能够循序渐进地掌握电力系统拖动的相关知识。
教学内容涵盖理论与实践,注重培养学生的实际操作能力。
三、教学方法本课程采用多样化的教学方法,旨在激发学生的学习兴趣,提高学生的主动参与度,以下为具体教学方法:1. 讲授法:通过系统的讲解,使学生掌握电力系统拖动的基本概念、原理和运行特性。
电力拖动课程设计报告组别:电XX班第XX组姓名:XXX学号:XXXXX同组成员:XXX,XXX,XXX,XXX2010年12月目录1.引言 (1)1.1双闭环系统核心 (1)1.2双闭环系统结构 (2)1.3双闭环系统理论基础 (2)2.设计题目及要求: (3)2.1基本数据 (3)2.2具体设计要求及指标 (3)3.设计原理 (4)3.1. 转速电流双闭环系统的组成 (4)3.2. 各主要环节及原理 (4)3.2.1 ACR(电流调节器) (4)3.2.2 ASR(转速调节器) (5)3.2.3 V-M系统 (6)3.2.4 限幅环节 (6)3.2.5 检测环节 (7)4.设计过程及参数整定 (8)4.1控制对象固有参数计算 (8)4.2 ACR设计及参数计算 (8)4.2.1 电流环结构图的简化 (8)4.2.2 电流调节器结构的选择 (9)4.2.3 电流调节器的参数计算 (9)4.2.4 电流调节器的实现 (10)4.3 ASR设计及参数计算 (10)4.3.1 电流环的等效闭环传递函数 (10)4.3.2 转速调节器结构的选择 (10)4.3.3 转速调节器参数的选择 (11)4.3.4 转速调节器的实现 (12)4.4 校验近似条件 (12)4.5性能指标校验 (13)5.系统仿真 (13)6.转速超调的抑制——转速微分负反馈的引入 (15)6.1问题的提出 (15)6.2带转速微分负反馈双闭环系统的基本原理 (15)6.3转速微分反馈参数的工程设计方法 (16)6.4带转速微分负反馈双闭环调速系统抗扰性能 (17)6.5小结 (19)7 结论及心得体会 (20)参考文献 (21)1.引言在许多应用场合,为了充分发挥生产机械的效能,提高生产率,速度控制系统经常处于起动、制动、反转以及突加负载等过渡过程中。
所以要求速度控制系统有较好的动态性能。
对高性能动、静态的速度控制系统的要求是具有快速跟随特性(起制动)、较好的抗干扰特性和高可靠性(可瞬态过载但不过电流)。
电力拖动实验报告电力拖动实验报告引言:电力拖动是一种利用电力驱动机械设备运转的技术,广泛应用于工业生产和交通运输领域。
本实验旨在通过搭建一个简单的电力拖动系统,探究电力拖动的原理和应用。
一、实验装置和原理实验装置由电源、电动机、传动装置和负载组成。
电源提供电能,电动机将电能转化为机械能,传动装置将机械能传递给负载,实现运动。
1. 电源:本实验采用直流电源,通过调节电压和电流大小,控制电动机的输出功率。
电源的稳定性和安全性对实验结果具有重要影响。
2. 电动机:电动机是实验中的核心部件,将电能转化为机械能。
根据实验需求,我们选择了直流电动机。
电动机的转速和输出扭矩可以通过调节电源电压和电流来控制。
3. 传动装置:传动装置将电动机的旋转运动转化为负载的线性或旋转运动。
常见的传动装置包括齿轮传动、皮带传动和链条传动等。
实验中,我们选择了齿轮传动作为传动装置。
4. 负载:负载是电力拖动系统中被驱动的设备或机械部件。
在实验中,我们可以通过改变负载的阻力大小来观察电动机的运行情况。
二、实验步骤和结果分析1. 实验步骤:(1)连接电源和电动机,确保电路连接正确并稳定。
(2)调节电源电压和电流,使电动机转速适中。
(3)观察电动机的运行情况,记录转速和输出扭矩。
(4)改变负载的阻力大小,观察电动机的运行情况。
2. 结果分析:通过实验观察和数据记录,我们得出以下结论:(1)电动机的转速与电源电压和电流成正比,输出扭矩与电流成正比。
这说明电动机的运行速度和输出功率可以通过调节电源的电压和电流来控制。
(2)当负载阻力增大时,电动机的转速下降,输出扭矩增大。
这是因为负载阻力增大会使电动机需要更大的力矩来克服阻力,从而降低转速。
三、电力拖动的应用电力拖动技术在工业生产和交通运输领域有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用案例:1. 工业生产:电力拖动技术在工厂生产线上广泛应用,如机械加工、装配线、输送带等。
通过电力拖动,可以实现设备的自动化和高效运作,提高生产效率。
电力拖动实验课程设计一、教学目标本课程旨在通过电力拖动实验,使学生掌握电机的基本原理和电力拖动系统的运行规律,培养学生对电力拖动技术的应用能力。
具体目标如下:1.了解电机的工作原理和特性;2.掌握电力拖动系统中各组成部分的作用和相互关系;3.熟悉电力拖动系统的运行规律和控制方法。
4.能够运用实验仪器进行电力拖动实验;5.能够分析实验数据,得出结论;6.能够运用所学知识解决实际电力拖动问题。
情感态度价值观目标:1.培养学生的实验操作能力和团队合作精神;2.培养学生对电力拖动技术的兴趣和热情;3.培养学生关注社会、关注环保的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括电机原理、电力拖动系统和实验操作三个部分。
具体安排如下:1.电机原理:介绍电机的工作原理、特性及分类;2.电力拖动系统:讲解电力拖动系统中各组成部分的作用和相互关系,以及电力拖动系统的运行规律和控制方法;3.实验操作:进行电力拖动实验,包括实验仪器的使用、实验数据的收集和分析等。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
具体应用如下:1.讲授法:用于讲解电机原理和电力拖动系统的理论知识;2.讨论法:用于探讨电力拖动系统的运行规律和控制方法;3.案例分析法:通过分析实际案例,使学生更好地理解电力拖动系统的应用;4.实验法:进行电力拖动实验,培养学生的实验操作能力和团队合作精神。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将选择和准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的电力拖动实验教材,为学生提供系统、全面的学习资料;2.参考书:提供相关的电力拖动技术书籍,供学生课后阅读;3.多媒体资料:制作精美的课件和教学视频,帮助学生更好地理解电力拖动实验原理和方法;4.实验设备:准备齐全的电力拖动实验设备,保证实验教学的顺利进行。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果,本课程将采用多种评估方式,包括平时表现、作业和考试等。
电力拖动技术课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解电力拖动技术的基本原理,掌握电机的工作特性和运行方式;2. 掌握电力拖动系统中常用控制电路的组成、原理及功能;3. 了解电力拖动技术在生产、生活中的应用及其在我国工业发展中的重要性。
技能目标:1. 能够正确选择和使用电机,进行基本的电力拖动系统设计和调试;2. 学会分析和解决电力拖动系统在实际应用中出现的问题;3. 能够运用所学知识,对电力拖动系统进行简单的故障诊断和维修。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力拖动技术学习的兴趣,激发学生的探究欲望和创新精神;2. 增强学生的团队合作意识,培养学生在实际操作中相互协作、共同解决问题的能力;3. 提高学生对我国工业发展的认识,增强学生的民族自豪感和责任感。
本课程针对高中年级学生,结合学科特点和教学要求,注重理论与实践相结合,培养学生的动手操作能力和实际问题解决能力。
通过本课程的学习,使学生能够掌握电力拖动技术的基本知识,提高学生在实际应用中解决问题的能力,同时激发学生的学习兴趣,培养其良好的情感态度价值观。
二、教学内容1. 电力拖动技术基本原理:包括电机的工作原理、类型及特性,电机启动、制动和调速方法。
教材章节:第一章 电力拖动技术基础2. 常用控制电路:分析讲解点动控制电路、自锁控制电路、多地控制电路、顺序控制电路等。
教材章节:第二章 电力拖动控制电路3. 电力拖动系统应用:介绍电力拖动技术在机床、电梯、起重机械等领域的应用实例。
教材章节:第三章 电力拖动系统应用4. 故障诊断与维修:教授常见故障分析方法、维修技巧以及安全操作注意事项。
教材章节:第四章 电力拖动系统故障诊断与维修教学内容安排与进度:第一周:电力拖动技术基本原理(1课时)第二周:常用控制电路(2课时)第三周:电力拖动系统应用(1课时)第四周:故障诊断与维修(2课时)本教学内容紧密结合课程目标,注重理论与实践相结合,以教材为依据,系统地组织课程内容,旨在帮助学生掌握电力拖动技术的基本知识,提高实际应用能力。
电力拖动课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解电力拖动的概念、分类及其在工业中的应用。
2. 掌握电力拖动系统中常用电机的工作原理、结构特点及运行特性。
3. 学会分析简单电力拖动电路,并能解释电路中各元件的作用。
技能目标:1. 培养学生运用电机和控制器件设计简单电力拖动系统的能力。
2. 提高学生阅读和分析电力拖动电路图的能力。
3. 使学生能够熟练使用相关仪器、仪表进行电力拖动实验,并正确处理实验数据。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力拖动技术的兴趣,激发他们探索工业自动化领域的热情。
2. 增强学生的团队合作意识,培养他们在实验和探究过程中积极向上的态度。
3. 引导学生认识到电力拖动技术在节能减排和可持续发展方面的重要性,培养他们的环保意识。
课程性质:本课程为实践性较强的学科,结合理论教学和实验操作,注重培养学生的动手能力和实际应用能力。
学生特点:初三学生具备一定的物理基础和电路知识,对新鲜事物充满好奇,但可能缺乏实际操作经验。
教学要求:结合学生特点,课程设计应注重理论与实践相结合,充分调动学生的积极性,提高他们的实践操作能力。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际电力拖动系统的设计和分析中。
二、教学内容1. 电力拖动基本概念:介绍电力拖动的定义、分类及其在国民经济中的应用。
教材章节:第一章,第1节。
2. 常用电机工作原理及特性:学习直流电机、异步电机和同步电机的工作原理、结构特点及运行特性。
教材章节:第一章,第2-4节。
3. 电力拖动控制器件:了解接触器、继电器、开关等控制器件的原理、符号及应用。
教材章节:第二章,第1节。
4. 简单电力拖动电路分析:分析并解释常用电力拖动电路的组成、原理及各元件作用。
教材章节:第二章,第2-3节。
5. 电力拖动系统设计:培养学生运用所学知识设计简单电力拖动系统的能力。
教材章节:第三章,第1节。
6. 电力拖动实验:组织学生进行实验,包括电机启动、制动、调速等实验,提高学生的实践操作能力。
一、电力拖动课程教学现状电力拖动课程是中等职业学校电工电子专业的一门专业课,它的应用性和实践性要求都很高。
由于新知识的不断积累增加、课时的相对减少,以前的教学方法不太适用现在的素质教育的要求。
以前的教学方式存在的主要弊端有:第一理论学习内容乏味,难以激发学生的学习热情。
学生对理论知识只是死记硬背,很难到达活学活用的要求,难以提高学生的学习积极性;第二,学生做理论习题不能到达提高专业水平的目的。
学生做作业没有实践操作的时机,缺乏实际感受,很难提高思维和实践创新能力;第三,实习教学落伍,使理论与实践的脱节。
传统教学方法是理论教学和实习教学要独立自主进行,学生理论学习不全面,到实习时不能很好利用理论知识,也就不可能用理论来辅助实习训练。
二、对口单招电力拖动课程教学方法研究1.在课堂教学中,加强与学生的互动实施教学目标是课堂教学的关键。
需要做到以下几方面:第一,确立上课要点。
上课时,教师将所授课教学要点,采取适当方式传达给学生,使学生带着明确的学习任务有目的地听课;第二,引导学生达标。
这是教学目标实施的关键。
首先要能完整地将教学目标具体化、情境化。
然后对教学重点知识点,教师精讲,安排学生多练,并引导学生质疑,增强反应信息能力。
2.通过实践操作,提高学生的理解能力三、对口单招电力拖动课程的复习要点首先为学生做好心理调节,重视教学的生动性。
非智力因素对学生电力拖动课程的学习以及考试影响非常大,故需老师极其重视学生的心理调节。
不同时期,学生所蕴含的心情是不相同的:复习伊始,学生满怀热情,自信满满,尽力约束自己的行为,向自己提出了较苛刻目标。
维持学生的学习热情被视为第一阶段心理调节的关键点。
一直到中期,学生踏进了学习上的'“高原状态”,学习热情在一定程度上衰退,疲劳感渐渐增强。
这个阶段需增加危机意识的说教;而逢后期,高考近在眼前,学生的心理压力增加,忧虑、焦躁、不安的心态表现出来。
此时需尽早进行心理疏导,尽力使学生放下包袱,令他们能轻松走上考场。
电力拖动及控制设计报告1. 引言电力拖动是一种通过电力系统转换能量并传递给机械设备以实现运动的技术。
它在现代工业生产中得到广泛应用,具有高效、可靠、精确控制等优点。
本报告将介绍电力拖动的基本原理、设计要点以及控制策略。
2. 电力拖动的基本原理电力拖动的基本原理是通过电机将电能转换为机械能,并通过传动装置将机械能传递给被控制的设备。
主要包括电源、电动机、传动装置和控制系统。
2.1 电源:电力拖动系统的电源一般为交流电源或直流电源。
交流电源多用于大功率的电力拖动系统,而直流电源多用于小功率或需要精确控制的电力拖动系统。
2.2 电动机:电动机是电力拖动系统的关键组成部分,负责将电能转换为机械能。
根据不同的应用需求,电动机可以选择直流电机、交流感应电机、步进电机等。
2.3 传动装置:传动装置用于将电动机输出的旋转运动传递给被控制的设备,并实现变速、变扭矩等功能。
常见的传动装置包括齿轮传动、皮带传动、链传动等。
2.4 控制系统:控制系统根据需求对电力拖动系统进行控制,包括启停控制、速度控制、位置控制等。
常用的控制方法有开环控制和闭环控制,闭环控制通常采用反馈控制策略。
3. 电力拖动设计要点3.1 功率匹配:在电力拖动系统的设计中,电机的功率应与被控制设备的负载特性相匹配,以确保系统的工作稳定性和效率。
通常,电机的功率应略大于被控制设备的工作需求。
3.2 传动装置选型:传动装置的选型应根据被控制设备的运动特性和工作环境进行合理选择。
不同的传动装置具有不同的传动效率、精度和寿命等特点,设计师应进行综合考虑。
3.3 控制策略:根据电力拖动系统的工作要求,采用合适的控制策略进行设计。
例如,对于速度和位置较为精确的应用,可以采用闭环控制策略,不断根据反馈信息进行调整。
4. 电力拖动控制策略4.1 开环控制:开环控制是最简单的控制策略,通过设定电机的运行参数来实现控制。
该方法适用于负载较为稳定、工作要求不严格的场景。
电力拖动整体课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解电力拖动的概念、分类及在工业生产中的应用;2. 掌握电力拖动系统中常用电动机的类型、结构、原理及特性;3. 学会分析简单电力拖动电路,并能进行基本的计算。
技能目标:1. 能够正确使用万用表、示波器等工具进行电力拖动系统的检测;2. 能够根据实际需求,设计简单的电力拖动控制系统;3. 能够解决电力拖动系统中的常见故障,并进行基本的维护。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力拖动技术的兴趣和热情,提高学生的专业认同感;2. 培养学生严谨、细致的科学态度,树立安全意识;3. 培养学生的团队协作精神,提高沟通与交流能力。
课程性质:本课程为电气工程及其自动化专业核心课程,具有较强的理论性和实践性。
学生特点:学生已具备一定的电路分析基础和电机原理知识,具有一定的动手实践能力。
教学要求:结合课程性质、学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力。
通过课程学习,使学生能够将所学知识应用于实际工程中,为今后从事电力拖动相关领域工作打下坚实基础。
教学过程中,注重培养学生的安全意识、团队协作能力和创新能力。
将课程目标分解为具体的学习成果,便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 电力拖动基本概念与分类:介绍电力拖动的定义、作用及分类,以教材第一章内容为基础,使学生建立电力拖动系统的整体认识。
- 电动机类型及原理- 电力拖动系统的基本组成2. 常用电动机结构与特性:分析交流异步电动机、直流电动机的结构、原理及特性,结合教材第二章内容,进行详细讲解。
- 电动机的结构与工作原理- 电动机的运行特性与控制方法3. 电力拖动控制系统设计:讲解电力拖动控制系统设计原则、方法及步骤,以教材第三章内容为参考,引导学生学会设计简单控制系统。
- 控制系统设计原则与要求- 控制系统设计方法与步骤4. 电力拖动电路分析与计算:分析典型电力拖动电路,并进行基本计算,以教材第四章内容为主,提高学生分析问题和解决问题的能力。
课程设计说明书(论文) 题目转速单闭环直流系统的仿真
课程名称电机控制设计
院系
专业电气工程及其自动化
班级
学生姓名
学号
设计地点
指导教师
课程设计任务书
课程名称电机控制技术
(院系.部中心)
专业电气工程及其自动化
班级
起止日期
指导教师
一、摘要
《运动控制系统》是自动化专业专业的一门主要专业课。
课程的主线是控制系统的原理和设计,应该通过理论和实际相结合,应用自动控制系统
理论解决电力拖动控制系统的分析和设计问题,在运用中注重控制规律。
本文通过利用Matlab 仿真平台设计单闭环直流调速系统,,包括单闭环直流调速系统的基本构成和工作原理、对所设计系统的静态性能指标和动态性能指标进行分析、根据动态性能指标设计调节器、根据设计任务书的具体要求设计出系统的Simulink 仿真模型,验证所设计系统的性能、根据设计任务书的具体要求给出所设计系统的性能指标:上升时间r t 、超调量%p 、调节时间s t 、最大启动电流max d I 、稳态误差ss e 。
从而使学生更系统地掌握所学知识并能够应用运动控制系统设计规范、计算手册和计算机辅助设计软件进行运动控制系统的结构设计和参数计算。
二、总体方案设计
1、控制原理
根据设计要求,所设计的系统应为单闭环直流调速系统,选定转速为反馈量,采用变电压调节方式,实现对直流电机的无极平滑调速。
所以,设计如下的原理图:
图1、单闭环直流调速系统原理图
转速用与电动机同轴相连的测速电机产生的正比于转速的电压信号反馈到输入端,再与给定值比较,经放大环节产生控制电压,再通过电力电子变换器来调节电机回路电流,达到控制电机转速的目的。
这里,电压放大环节采用集成电路运算放大器实现,主电路用晶闸管可控整流器调节对电机的电源供给。
所以,更具体的原理图如下:
图2、单闭环直流调速系统具体原理图
2、控制结构图
有了原理图之后,把各环节的静态参数用自控原理中的结构图表示,
就得到了系统的稳态结构框图。
图3、单闭环直流调速系统稳态结构框图
同理,用各环节的输入输出特性,即各环节的传递函数,表示成结构图形式,就得到了系统的动态结构框图。
由所学的相关课程知:放大环节可以看成纯比例环节,电力电子变换环节
是一个时间常数很小的滞后环节,这里把它看作一阶惯性环节,而额定励磁下的直流电动机是一个二阶线性环节。
所以,可以得到如下的框图:
图4、单闭环直流调速系统动态结构框图
三、参数计算
设计完系统框图,就可以用已知的传递函数结合设计要求中给定的参数进行对系统静态和动态两套参数的计算。
以便于后续步骤利用经典控制论对系统的分析。
为了方便以下的计算,每个参数都采用统一的符号,这里先列出设计要求中给出的参数及大小:
电动机:P N=10kw U N=220v I dN=55A n N=1000rpm R a=0.5Ω
晶闸管整流装置:二次线电压E2l=230v K s=44
主回路总电阻:R=1Ω
测速发电机:P Nc=23.1kw U Nc=110v I dN=0.21A n Nc=1900rpm
系统运动部分:飞轮矩GD2=10Nm2
电枢回路总电感量:要求在主回路电流为额定值10﹪时,电流仍连续
1
2、动态参数设计计算
在经典控制论中,动态分析基于确定系统的传函,所以要求出传函并根据已知求的传函中的未知参数,再用劳斯判据得出系统稳定性,在稳定的基础上再加校正以优化系统,使稳、准、快指标平衡在要求范围内的值上。
由图4,得系统开环传函
其中,T s 晶闸管装置滞后时间常数
T m 机电时间常数 T l :电磁时间常数
○
1主电路电感值L 根据要求在主回路电流为额定值10﹪时,电流仍连续。
结合抑制电流脉动的措施中关于L 的讨论,得:
)
1)(1()(m 2m s +++=
s T s T T s T K
s W l
公式:
其中,整流变压器副边额定相电压(二次相电压)
得:L=0.017H
○2其他未知参数计算 电磁时间常数
机电时间常数
对于三相桥式整流电路,晶闸管装置的滞后时间常数为 T s = 0.00167 s
系统传函为:
四、稳定性分析
稳定是系统首要的条件,一切的分析只有建立在稳定的基础上才有意义。
1、基于经典自控理论得分析 根据系统闭环传函
111)(1)1()1)(1(/1)1)(1(/)(s m 2s m 3s m e s
p m 2m s e s p m 2m s e s p c +++++++++=
+++++++=s K
T T s K T T T s K T T T K C K K s T s T T s T C K K s T s T T s T C K K s W l l l l l α))(()(1s 075.0s 001275.01s 00167.058
.55s W 2
+++=s
075.01925
.0301925.03750.110375m e 2m =⨯⨯⨯⨯==π
C C R G
D T s 017.00
.1017
.0==
=R L
T l V 8.1323
230
322===l U U min
d 2693
.0I U L =
特征方程
应用三阶系统的劳斯-赫尔维茨判据,系统稳定的充分必要条件是
代入整理得:
或
所以:
把所得参数代入
就是说,k 小于49.4系统才稳定。
但是,按稳态调速性能指标要求计算出的要K ≥53.3 它们是矛盾的。
所以,当前的系统是不满足要求的。
在转速负反馈单闭环有静差调速系统中实减负载后又进入稳定运行状态,此时晶闸管整流装置的输出电压Ud 较之负载变化前是增加减少还是不变?
答:答:
(1)Ud 减小。
因负载减小,转速上升,反馈电压增加,给定电压一定,偏差电压减小, 控制电压减小,故输出电压减小。
(2)n 不变,U d 增加。
转速负反馈调速系统转速仅取决于给定电压,故不变
在转速负反馈单闭环有静差调速系统中当下列参数变化时系统是否有调节作用?为什么?
(1)放大器的放大系数Kp 。
(2)供电电网电压Ud 。
(5)转速反馈系数α。
答:1)有。
假设Kp 减小,则控制电压减小,则电力电子变换器输出减小,则电动机转速下 降;而电动机转速下降,则反馈电压减小,则偏差电压增大,则控制电压增大,则转
4
.49)(s
2
s s m =++<T T T T T T K l l s
2
s s m )(T T T T T T K l l ++<
s
s m s )1())((T T K T T T T l l +>++0111)(s
m s m s m >+-++⋅++K T T T K T T K T T T l l 0000030213210>->>>>a a a a a a a a ,,,,0111)(1s
m 2s m 3s m =++++++++s K
T T s K T T T s K T T T l l
速上升。
(2)有。
(5)没有。
直流电动机有哪几种调速方法?个有什么特点?
答:调压调速,弱磁调速,转子回路串电阻。
体会心得
通过这次单闭环负反馈直流调速系统设计与仿真,我学会了MATLAB及其其中的仿真工具Simulink,对所设计的单闭环负反馈直流调速系统的阶跃信号进行了仿真,并绘制出各单位扰动曲线。
由仿真曲线结果表明:MATLAB的Simulink对调速系统进行仿真,可以迅速直观的分析出系统的动态性能,从而使系统的分析和设计变得更加方便,从而使很大程度上提高了系统的设计效率。
通过此次实验对单闭环系统有了更专业的了解。