考试题型：
一、选择题（30分）；
二、判断题（20分）；
三、问答题（15分）；
四、计算题（15分）；
五、设计（电路图）（20分）。
一、选择题（30）
1、一台他励直流电动机拖动恒转矩负载，当电枢电压降低时，电枢电流和转速将( 3 )。
(1)电枢电流减小、转速减小 (2)电枢电流减小、转速不变(3)电枢电流不变、转速减小 (4)电枢电流
不变、转速不变
2、一台直流发电机由额定运行状态转速下降为原来的50%，而励磁电流和电枢电流保持不变，则( 1 )。
(1)电枢电势下降50% (2)电磁转矩下降50% (3)电枢电势和电磁转矩都下降50% (4)端电压下降50%
3、一台直流电动机起动时，励磁回路应该( 3 )。
(1)与电枢回路同时接入 (2)比电枢回路后接入 (3)比电枢回路先接入(4)无先后次序
4、定子三相绕组中通过三相对称交流电时在空间会产生( 2 )。
(1) 气隙磁场 (2)旋转磁场 (3)对称磁场 (4) 脉动磁场
5、热继电器是利用( 1 )来切断电路的保护电器。
(1) 电流的热效应 (2) 电流的磁效应 (3) 电压的热效应 (4) 速度
6、交流接触器上的短路环的作用是减少吸合时产生的( 1 )。
(1) 振动(2)热量 (3)磁场 (4)电流
7、长期带额定负载运行的交流接触器，其额定电流通常选( 3 )。
(1)小于负载额定电流 (2)等于负载额定电流(3)负载额定电流的1.3—2倍 (4)愈大愈好
8、已知一台异步电动机的额定转速n=970r/min，则该电动机的额定转差率SN为（ 3 ）
（1） 0.01 （2） 0.02 （3） 0.03 （4） 0.04
9、一般对于经常起动的电动机来说，如果它的容量( 1 )就可以直接起动。
（1）小于供电变压器容量的20％（2）大于供电变压器容量的20％（3）等于供电变压器的容量（4）小于供电变压器容量的50％
10、熔断器是用于供电线路和电气设备( 3 )保护的电器
(1) 过载 (2) 过流(3) 短路 (4) 过压
1、原理图中，各电器的触头都按 ( B ) 时的正常状态画出。
A.通电
B. 没有通电或不受外力作用
C.受外力 D 动作
2、热继电器是对电动机进行（C ）保护的电器。
A．过流 B. 短路 C. 过载 D 过压
3、三相异步电动机有一相断路而成单相运行时，则 ( A )
A 电流变大而输出转矩变小
B 电流和输出转矩都变大
C 电流和输出转矩都不变 D电流和输出转矩都变小
4、直流电动机的几种人为机械特性中，哪种的硬度不变？（ B ）
A 电枢串电阻的人为机械特性
B 改变电枢电压的人为机械特性
C 减弱磁通的人为机械特性
D 以上三种都不是
5、下面对异步电动机降低定子电压的人为机械特性的描述，哪种是正确的？（C ）
A 最大转矩Tm不变，临界转差率Sm不变B最大转矩Tm不变，临界转差率Sm变大 C 最大转矩Tm降低，临界转差率Sm不变 D 最大转矩Tm降低，临界转差率Sm变小
6、下面4个图中，哪个是正确表示实现自锁的电路图？( A )
7、三相异步电动机直接起动时，跟电动机额定运行时的电流和力矩相比，有（C ）
A 起动时电流小，力矩小
B 起动时电流小，力矩大
C 起动时电流大，力矩小
D 起动时电流大，力矩大
=725r/min，则该电机的磁极数为（A）
8、某一三相异步电动机的额定转速n
N
A 8
B 6
C 4
D 2
9、改变三相异步电动机转向的方法是( C )。
A 改变电源频率
B 改变电源电压
C 改变定子绕组中电流的相序
D 改变电机的工作方式
7、三相异步电动机直接起动时，跟电动机额定运行时的电流和力矩相比，有（C ）
A 起动时电流小，力矩小
B 起动时电流小，力矩大
C 起动时电流大，力矩小
D 起动时电流大，力矩大
=725r/min，则该电机的磁极数为（A）
8、某一三相异步电动机的额定转速n
N
A 8
B 6
C 4
D 2
9、改变三相异步电动机转向的方法是( C )。
A 改变电源频率
B 改变电源电压
C 改变定子绕组中电流的相序
D 改变电机的工作方式
10、保持电枢电压不变，减小他励直流电动机的励磁电流，则该直流电动机（A）
A 理想空载转速升高，机械特性变软
B 理想空载转速升高，机械特性变硬
C 理想空载转速降低，机械特性变软
D 理想空载转速降低，机械特性变硬
二、简答题（20分）
1、三相异步电动机的旋转磁场在什么条件下产生？
答：三相异步电动机的定子绕组中通以三相对称交流电，就会在空间产生旋转磁场。
2、单相交流电动机在一个绕组产生的脉动磁场下能否使单相电动机起动？在什么条件下才能使电动机起
动？
答：只有一个绕组产生的脉动磁场不会旋转，所以不能使单相电动机起动。只要有一个外力使转子转动一下，则转子就能继续转动，为了解决单相电动机起动问题，常用的办法是在定子上安装两套绕组。
1、三相异步电动机的起动电流为什么很大，有什么危害？
答：由于刚起动时，旋转磁场与转子导体相对转速大，转子导体以最大转速切割磁力线，产生很大的电流。电流大的危害是：(1)使线路产生很大的电压降，影响同一线路的其它负载的正常工作。严重时还可能使本电机的起动转矩太小而不能起动；(2)使电动机绕组过热，加速绝缘老化，缩短电动机的使用寿命。
2、如何使直流电动机反转
答：使直流电动机反转的方法有两种：(1)保持电枢两端电压极性不变，将励磁绕组反接，使励磁电流反向。(2)保持励磁绕组的电流方向不变，把电枢绕组反接。
三、 计算题（10分）
1、 额定频率为50Hz 的三相异步电动机额定转速为725r/min ，请
问该电机的极数为多少？求出它的同步转速和额定运行时的转差率。 解：
同步转速公式为： P
f n 601
=
由于额定转差率较小，当P=4时同步
转速750
4
5060601
=?=
=
P
f n
r/min ，比较接近额定转速725，因此该电
机的同步转速为750r/min ，磁极数为2P=8，额定转差率为
1
1n n n S N
-=
=
750
725750-=0.03
1、一台直流电动机额定数据如下：P N ＝160kW ，U N =220V ，n N ＝1500r/min ，ηN ＝90％，求额定电流和输入功率各为多少? 解：
输入功率：P 1 = P N /ηN = 8
.1779.0/160= （KW ）
额定电流 I N = P 1/U N =
220
10
8.1773
?=808.2 （A ）
四、设计（20分）
1.控制两台电动机M1和M2，要求：（1）M1先起动，M1起动20S后，M2起动；
（2）M2起动并达到一定速度（1000r/min）后，M1停转。画出其主控电路，要有一定的保护功能。
1、设计控制一台电动机正反转的电气控制电路。
要求：（1）可正反转；（2）有短路和过载保护。
请画出主电路和控制电路。（主电路8分，控制电路12分）
1、画出鼠笼式异步电动机用自耦变压器起动的控制线路 解
自藕变压器起动主回路
Q FR
FU1
KM2
~380V
控制电路
2、画出具有双重互锁的异步电动机正反转控制线路 解：
A
B
C
KM2
主电路
FR
控制电路
3、设计一个控制线路，要求第一台电动机起动10S后，第二台电动机自动起动。
运行5S后，第一台电动机停止并同时使第三台电动机自行起动，再运行15S 后，电动机全部停止。
解
例3：控制两台电动机M1和M2，要求：（1）M1先起动，M1起动20S后，M2起动；（2）M2起动并达到一定速度后，M1停转。画出其主电路及控制电路，要有一定的保护功能。
设计电路控制M1、M2两台三相电动机，要求M1先启动，M2后启动，停止时两台电机同时停止。
（2）充分理解时间继电器的作用及在电路设计中的应用。例1：画出鼠笼式异步电动机用自耦变压器起动的控制线路
1.如交流电动机在正常工作时采用Y接线，那么就可采用Y－△起动。0
2.互锁又叫联锁，是在两个线圈的支路上分别串入对方的常闭辅助触头。1
3.熔断器是一种用于过热和断路的保护电器。0
4.Y-△起动方法仅适用于正常运行于△形的笼型异步电动机。1
5.接触器与继电器的工作原理相似，因此它们在电路中可以互换0
6.互锁又叫联锁，是在两个线圈的支路上分别并联对方的常开辅助触头。0
7.继电器的触头是用来通断主电路，接触器的触头是用来分断控制电路的。0
8.异步电动机通过转子串电阻获得人为机械特性的方法适合应用于绕线式异步电动机而
不适合用于鼠笼式异步电动机。1
9.三相异步电动机的转子旋转方向与旋转磁场旋转的方向相反。0
10.热继电器既可作过载保护，又可作短路保护。0
11.直流发电机运行时绕组中产生感应电动势，而直流电动机在绕组中产生电磁力的作用，
不产生感应电动势0
12.直流电动机工作时，电枢线圈中流过的电流方向是直流的0
13.由铁心、线圈、衔铁组成的磁路系统叫做电磁机构。1
14.电流继电器用于当电路中的电流到达某一设定值后作出反应，在使用时，它的线圈应并
联在电路中。0
15.在三相异步交流电动机中，极对数越多，电动机转速越高。0
16.电动机全压启动就是把定子绕组接在额定电压的电源上直接起动。1
17.利用交流接触器自身的常开辅助触头，就可进行电动机正、反转的互锁控制。0
18.电动机处于能耗制动状态时，电磁转矩T与转速n的方向相同。0
19.电动机过热，一定是定子绕组出了故障。0
20.电压继电器用于当电路中的电压到达某一设定值后作出反应，在使用时，它的线圈应并
联在电路中。1
21.按钮开关应接在控制电路中。1
22.笼式异步电动机采取自耦变压器起动时，电动机的定子接自耦变压器的初级，电源接次
级。0
23.异步电动机直接起动时由于电流很大，因此起动转矩也很大，从而对机械部件造成冲击。
24.接触器与继电器的工作原理相似，因此它们在电路中可以互换0
25.电动机处于反接制动状态时，电磁转矩T与转速n的方向相同。0
26.点动控制与连续运转控制根本区别在于电路中是否有无延时互琐电路。0
27.Y-△起动方法仅适用于正常运行于△形的笼型异步电动机。1
28.利用交流接触器自身的常开辅助触头，就可进行电动机正、反转的互锁控制。0
29.鼠笼式异步电动机可以采取转子串接电抗器或电阻进行减压起动。0
30.电动机的制动控制电路有电源反接控制电路和能耗控制制动电路。1
31.异步电动机的转子转速n总是略大于旋转磁场的同步转速n1，即与旋转磁场“异步”
地转动，这是这种电机称为“异步”电动机的原因。0
32.笼式异步电动机采取自耦变压器起动时，电动机的定子接自耦变压器的初级，电源接次
级。0
33.如果将直流电动机的电枢绕组和励磁绕组同时反接，就可使直流电动机反转。0
34.三相异步电动机的转子旋转方向与旋转磁场旋转的方向相反。0
35.电动机全压启动就是把定子绕组接在额定电压的电源上直接起动。1
36.只要任意调换三相异步电动机的两个电源接线，就可以改变电动机的转向。1
选择题：
37.直流电动机的几种人为机械特性中，哪种的硬度不变
A.电枢串电阻的人为机械特性
B.改变电枢电压的人为机械特性
C.减弱磁通的人为机械特性
D.以上三种都不是
38.某直流电机它的电枢与二个励磁绕组串联和并联，那么该电机为( )电机。
A.他励
B.并励
C.复励
D.串励
39.如果某三相异步电动机的极数为4极，同步转速为1800转/分，那么三相电流的频率为
A.50赫兹
B.60赫兹
C.45赫兹
D.30赫兹
40.驱动电机为直流电动机的一卷扬机构起吊重物时，设电动机正转时是提升重物，若改变加在电枢上的
电压极性，则
A.重物下降，越来越快，近于自由落体
B.重物下降，越来越快，达到一稳定速度
C.重物下降，与上
升时的速率一样D.重物下降，比上升时的速率慢一点
41.铁心的作用是将分布的磁场集中起来，使磁力线( )经过磁路而形成一个闭合回路。
A.全部
B.差不多全部
C.不
D.一部份
42.交流接触器上的短路环的作用是减少吸合时产生的( )。
A.振动
B.热量
C.磁场
D.电流
43.一台直流电动机起动时，励磁回路应该
A.与电枢回路同时接入
B.比电枢回路后接入
C.比电枢回路先接入
D.无先后次序
44.一台他励直流电动机拖动恒转矩负载，当电枢电压降低时，电枢电流和转速将
A.电枢电流减小、转速减小
B.电枢电流减小、转速不变
C.电枢电流不变、转速减小
D.电枢电流不变、
转速不变
45.三相异步电动机主回路装配的熔丝所起的主要作用是
A.过载保护
B.短路保护
C.失压保护
D.过载与短路双重保护
46.长期带额定负载运行的交流接触器，其额定电流通常选
A.小于负载额定电流
B.等于负载额定电流
C.负载额定电流的1.3—2倍
D.愈大愈好
47.下面4个图中，哪个是正确表示实现自锁的电路图？( A )
48.定子三相绕组中通过三相对称交流电时在空间会产生
A.气隙磁场
B.旋转磁场
C.对称磁场
D.脉动磁场
49.在机床电气控制中，要求液压泵电动机起动后主轴电动机才能起动，若用接触器KM1控制液压泵电动
机，KM2控制主轴电动机，则在此控制电路中必须
A.将KM1的常闭触点串入KM2的线圈电路中
B.将KM2的常开触点串入KM1的线圈电路中
C.将KM1的
常开触点串入KM2的线圈电路中
D.将KM2的常闭触点串入KM1的线圈电路中
50.三相异步电动机直接起动时，起动电流和力矩的说法，正确的是
A.起动时电流小，力矩小
B.起动时电流小，力矩大
C.起动时电流大，力矩小
D.起动时电流大，力矩大
51.若直流电动机的转矩常数CT不变，则电动机的转矩T
A.与转子的电流Ia成正比
B.与转子电流Ia成反比
C.与转子线圈的匝数成正比
D.与转子线圈的匝数成反比
52.下面对异步电动机降低定子电压的人为机械特性的描述，哪种是正确的？
A.最大转矩Tm不变，临界转差率Sm不变
B.最大转矩Tm不变，临界转差率Sm变大
C.最大转矩Tm降
低，临界转差率Sm不变
D.最大转矩Tm降低，临界转差率Sm变小
53.改变三相异步电动机转向的方法是
A.改变电源频率
B.改变电源电压
C.改变定子绕组中电流的相序
D.改变电机的工作方式
54.熔断器是用于供电线路和电气设备( )保护的电器
A.过载
B.过流
C.短路
D.过压
55.根据直流电动机的机械特性方程式，得到固有机械特性曲线，其理想空载转速为n0,当电枢回路串接
电阻后，得到一人为机械特性曲线，其理想空载转速为n0′，则
A.n′0< n0,特性硬度降低
B.n′0< n0,特性硬度不变
C.n′0=n0,特性硬度降低
D.n′0> n0,特性硬度降低
56.某一三相异步电动机的额定转速nN=725r/min，则该电机的磁极数为
A.8
B.6
C.4
D.2
57.一般对于经常起动的电动机来说，如果它的容量( )就可以直接起动。
A.小于供电变压器容量的20％
B.大于供电变压器容量的20％
C.等于供电变压器的容量
D.小于供电变压器容量的50％
58.三相异步电动机转子的额定转速与同步转速、转差率之间的关系为
A.N=N0
B.N=SN
C.N=（1-S）N0
D.N=（S-1）N0
59.原理图中，各电器的触头都按 ( ) 时的正常状态画出。
A.通电
B.没有通电或不受外力作用
C.受外力
D.动作
60.三相异步电动机铭牌上标明：“额定电压380/220V，接法丫/△”。当电网电压为380V时，这台三相
异步电动机应采用
A.△接法
B.丫接法
C.△、丫都可以
D.△、丫都不可以
61.若直流电动机的电势常数Ce不变，则电动势Ea
A.与转子的电流Ia成正比
B.与转子电流Ia成反比
C.与转的转速子成正比
D.与转的转速子成反比
62.热继电器是对电动机进行（）保护的电器。
A.过流
B.短路
C.过载
D.过压
63.已知一台异步电动机的额定转速n=970r/min，则该电动机的额定转差率SN为
A.0.01
B.0.02
C.0.03
D.0.04
64.一台直流发电机由额定运行状态转速下降为原来的50%，而励磁电流和电枢电流保持不变，则
A.电枢电势下降50%
B.电磁转矩下降50%
C.电枢电势和电磁转矩都下降50%
D.端电压下降50%
65.根据时间继电器触点的延时通断情况，它的延时触点共有( )种形式。
A.1
B.2
C.3
D.4
66.若直流电动机的电势常数Ce不变，则电动势Ea
A.与转子的电流Ia成正比
B.与转子电流Ia成反比
C.与转的转速子成正比
D.与转的转速子成反比
31热继电器是利用( )来切断电路的保护电器。
A.电流的热效应
B.电流的磁效应
C.电压的热效应
D.速度
67.直流电动机的几种人为机械特性中，哪种的硬度不变
A.电枢串电阻的人为机械特性
B.改变电枢电压的人为机械特性
C.减弱磁通的人为机械特性
D.以上三种都不是
68.用二只交流接触器控制电动机的正、反转控制电路，为防止电源短路，必须实现( )控制。
A.自锁
B.互锁
C.顺序
D.时间
69.一台直流电动机起动时，励磁回路应该
A.与电枢回路同时接入
B.比电枢回路后接入
C.比电枢回路先接入
D.无先后次序
70.如果单相电动机只有一个单相绕组，没有其它绕组和元件，那么它产生的脉动磁场将使电动机
A.很快转动
B.不转动
C.不转动，但用手推一下就可转动
D.电机振动
71.根据下列四种励磁绕组与电枢绕组的联接方式，指出属于他励直流电动机的联接方式（B）
现代控制理论与电机控制 刘北 070301071 电气工程及其自动化0703班 现代控制理论在电机控制中的具体应用： 自70年代异步电动机矢量变换控制方法提出，至今已获得了迅猛的发展。这种理论的主要思想是将异步电动机模拟成直流机，通过坐标变换的方法，分别控制励磁电流分量与转矩电流分量，从而获得与直流电动机一样良好的动态调速特性。这种控制方法现已较成熟，已经产品化，且产品质量较稳定。因为这种方法采用了坐标变换，所以对控制器的运算速度、处理能力等性能要求较高。近年来，围绕着矢量变换控制的缺陷，如系统结构复杂、非线性和电机参数变化影响系统性能等等问题，国内、外学者进行了大量的研究。伴随着推进矢量控制、直接转矩控制和无传感器控制技术进一步向前发展的是人工智能控制，这是电机现代控制技术的前沿性课题，已取得阶段性的研究成果，并正在逐步实用化。 矢量控制和直接转矩控制技术的一个新的发展方向是直接驱动技术，这种零方式消除了传统机械传动链带来的一系列不良影响，极大地提高了系统的快速响应能力和运动精度。但是，这种机械上的简化，导致了电机控制上的难度。为此，需要电机控制技术的进一步提高和创新。这正是电机现代控制技术有待深入研究和具有广阔开发前景的新领域。 电机的现代控制技术与先进制造装备息息相关，已在为先进制造技术的重要研究领域之一，国内很多学者和科技人员正在从事这方面的研究和开发。 一、三相感应电动机的矢量控制 1、 定、转子磁动势矢量 三相感应电动机是机电能量转换装置，这种的物理基础是电磁间的相互作用或者磁场能量的变化。因此，磁场是机电能量转换的媒介，是非常重要的物理量。为此，对各种电动机都要了解磁场在电动机空间内的分布情况。感应电动机内磁场是由定、转子三相绕组的磁动势产生的，首先要确定电动机内磁动势的分布情况。对定子三相绕组而言，当通以三相电流A i 、B i 、C i 时，分别产生沿着各自绕组轴线脉动的空间磁动势波，取其基波并记为A f 、B f 、C f ，显然它们都是空间矢量。对于分布和短矩绕组，定义正向电流产生的空间磁动势波基波的轴线为该相绕组的轴线，亦即A f 、B f 、C f 是以ABC 为轴线沿圆周正弦分布的空间矢量，各自的幅值是变化的，取决于相电流的瞬时值，即有
交流电机控制技术I I课程期末试卷A卷标准答案 LELE was finally revised on the morning of December 16, 2020
交流电机控制技术I复习题A 一、判断题 1. 间接变频装置的中间直流环节采用大电感滤波的属于电压源变频装置。（） 2. 恒磁通变频调速协调控制原则是U/f为常数（） 3. 异步电动机矢量控制中，MT坐标系的电磁量是直流量。（） 4. 在矢量控制中以定子A轴为参考轴的坐标系是dq坐标系。（） 5. 交交变频器输出电压频率与输入电网电压的频率相同。（） 6. 交-交变频器的最大输出频率是50Hz。（） 7. 规则采样法的采样区间是等宽的（） 8. 串联二极管的电流型逆变器换流中的尖峰电压出现在二极管换流时刻（） 9. 在选择逆变器的开关器件时，可以不考虑元件承受反压的时间。（） 10. 交直交变频器是直接变频器。（） 二、选择题 从（A）、（B）、（C）、（D）中选择正确的答案，填入下面各题的（）中：1. 变频技术中正弦脉冲宽度调制的英文缩写是（） A．PIC B. IPM C. SPWM D. GTR 2．基频以下变频调速时为了维持最大转矩恒定，在较低频率时应适当提高（）。 A.定子电流 B.定子电压 C. 电源频率 D. 电机转速
3. 由D触发器构建的环形分配器，如果在任意时刻都有2个Q端输出1，则可得到宽（）的六路脉冲输出。 A.120° B. 180° C. 150° D. 不确定 4. 对变频器调速系统的调试工作应遵循先（）的一般规律。 A、先空载、后轻载、再重载 B、先轻载、后空载、再重载 C、先重载、后轻载、再空载 D、先轻载、后重载、再空载 5. 120°导电型的三相桥式逆变电路的换流是在（）之间进行的。 A. 相邻相的上桥臂或者下桥臂 B. 相邻相的上下桥臂 C. 同一相的上下桥臂 D. 不确定桥臂 6. 电流型变频器带异步电动机在电动状态下运行时，变频器的逆变器处于（）状态。 A. 空载 B.逆变 C.截止 D.无法确定 7.变频调速系统控制单元通过（）得到控制脉冲的高低电平。 A. 锁相环 B. 比较器 C. 函数发生器 D. 极性鉴别器 8.电流型变频器带动异步电动机可以四象限运行，如果运行在第2象限则逆变器处于（）状态。 A. 电动 B. 逆变 C. 整流 D. 截止 9. 交交变频器工作时，正、反两组变流器交替工作。如果输出电压电流相位差大于90°，说明电动机工作在（）状态。 A. 电动 B. 制动 C.空载 D.额定 10. 在变频调速中，若在额定频率以上调时，当频率上调时，电压 （）。 A、上调 B、下降 C、不变 D、不一定
《电机驱动技术》课程标准 一、课程基本信息 二、课程定位与作用 （一）课程定位 《电机驱动技术》课程的开设是通过深入企业调研，与专业指导委员会专家共同论证，根据工作任务与职业能力分析，以必须、够用为度，以掌握知识、强化应用、培养技能为重点，以机电一体化相关工作任务为依据设置本课程。 （二）课程的作用 《电机驱动技术》课程是机电一体化专业必修的一门专业核心课程。是在电工电子、电力拖动等课程基础上，开设的一门综合性较强的核心课程，其任务是使学生掌握常用电动机的结构及其控制方法，培养学生对常用电动机的结构原理分析及控制策略的设计能力；对学生进行职业意识培养和职业道德教育，提高学生的综合素质与职业能力，增强学生适应职业变化的能力，为学生职业生涯的发展奠定基础。 三、课程设计理念 《电机驱动技术》课程的设计以生产实际中的具体案例为主，其服务目标是以就业为导向，以能力为本位，以素质为基础。注重实用性，坚持以实为本，避开高深理论推导和内部电路的过细研究，适当降低理论教学的重心，删除与实际工作关系不大的繁冗计算，注重外部特性及连线技能，同时兼顾对学生素质、能力的培养，做到既为后续课程服务，又能直接服务于工程技术应用能力的培养。 四、课程目标 学生通过学习《电机驱动技术》课程，使学生能掌握机电设备常使用的几种电动机--直流电动机、交流感应电动机、交流永磁电动机和开关磁阻电动机的结构、原理及应用以及驱动电动机的结构及其控制方法。熟悉电机调速、分析及控
制。结合生产生活实际，培养学生对所学专业知识的兴趣和爱好，养成自主学习与探究学习的良好习惯，从而能够解决专业技术实际问题，养成良好的工作方法、工作作风和职业道德。 【知识目标】 掌握驱动电机的结构原理及应用，掌握功率变换器电路及其应用技术，驱动电机控制技术及新型电机的结构特点与选用。 【能力目标】 能对对驱动电机各种控制电路进行选择、应用和设计，能够准确描述各种电机控制技术的控制原理及特点，并针对不同电机选用不同的控制方式。 【素质目标】 能整体把握驱动电机及控制技术的应用及在日后的工作中解决实际问题。培养学生实事求是的作风和创新精神，培养学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力，培养学生一丝不苟的工作作风和良好的团队协作精神。 五、课程内容设计 根据学院对机电一体化专业人才培养方案的要求，结合就业岗位的技能需求，按照职业教育理念，本课程设计了三个教学项目，具体内容如下：
1.机电能量转换：dt时间内磁能的变化d W m=ΨA di A+ΨB di B+i A i BeL AB(θr)/eθr dθr，由绕组A和B中变压器电动势从电源所吸收的全部电能加之运动电动势从电源所吸收电能的一半所组成；由运动电动势吸收的另外一半电能成为转换功率，成为机械功率。产生感应电动势是耦合场从电源吸收电能的必要条件，产生运动电动势是通过耦合场实现机电能量转换的关键。转子在耦合场中运动产生电磁转矩，运动电动势和电磁转矩构成一对机电耦合项，是机电能量转换的核心部分。 2.磁阻转矩：t e=?0.5 L d?L q i A2sin2θr。当转子凸极轴线与定子绕组轴线重合，此时气隙磁导最大，定义此时定子绕组的自感为直轴电感L d；当转子交轴与定子绕组轴线重合，此时气隙磁导最小，定义此时定子绕组的自感为交轴电感L q；因此在转子旋转过程中，定子绕组的自感将发生变化。由于转子运动使气隙磁导发生变化而产生的电磁转矩称为磁阻转矩。转子励磁产生的电磁转矩称为励磁转矩。 3.直流电机电磁转矩：主磁极基波磁场轴线定义为d（直）轴，d轴反时针旋转90°定义为q（交）轴。直流电动机的电枢绕组又称为换向器绕组，其特征：电枢绕组本来是旋转的，但在电刷和换向器的作用下，电枢绕组产生的基波磁场轴线在空间却固定不动。在动态分析中，常将换向器绕组等效为一个单线圈，若电刷放在几何中性线上，单线圈的轴线就被限定在q轴，称为q轴线圈。因q轴磁场在空间是固定的，当q轴磁场变化时会在电枢绕组内感生变压器电动势；同时它又在旋转，在d轴励磁磁场作用下，还会产生运动电动势，q轴线圈为能表示出换向器绕组这种产生运动电动势的效应，它应该也是旋转的。这种实际旋转而在空间产生的磁场却静止不动的线圈具有伪静止特性，称为伪静止线圈，它完全反映了换向器绕组的特征，可以由其等效和代替实际的换向器绕组。电磁转矩t e=Ψf i a，控制i f不变，改变i a即改变t e，线性控制良好。转子产生运动电动势，不断吸收电能，同时将电能转换为机械能，此时转子成为了能量转换的“中枢”，因此称为电枢。 4.三相异步电机电磁转矩：其运行原理是①定子三相绕组通入三相对称正弦电流，②将会在气隙中产生正弦分布的两极旋转磁场，当转子静止不动时，由电磁感应原理，定子旋转磁场将在转子绕组中感生出三相对称正弦电流，其同样会在气隙中产生两极旋转磁场，旋转速度和方向与定子旋转磁场相同，但存在相位差，③定、转子旋转磁场相互作用产生电磁转矩，若其大于负载转矩，转子将开始旋转，而转子速度总是小于定子旋转磁场速度，否则转子绕组不会感生电流，电磁转矩也将消失，所以称为异步电机。当转子速度稳定于ωr，与定子旋转磁场的转速差为Δω=ωs?ωr，可用转差率s表示这种速度差，即s=(ωs?ωr)/ωs。气隙旋转磁场在转子绕组中感生的三相对称电流频率为ωf，ωf=ωs?ωr=sωs，称为转差频率。 5.磁动势矢量：通过控制三相电流（时间变量）能控制三相绕组的基波磁动势波（空间矢量）。f s运动轨迹圆形，圆的半径是每相基波磁动势最大幅值的3/2倍。 6.三相感应电机定、转子磁链：Ψs=Ψsσ+Ψg，Ψr=Ψrσ+Ψg，Ψg=Ψsg+Ψrg，其中Ψsσ=L sσi s，Ψrσ=L rσi r，Ψsg=L m i s，Ψrg=L m i r，根据上式能够完成矢量图的绘制。Ψg是气隙磁链矢量，Ψs和Ψr是
院 年 学期新能源汽车驱动电机技术课程试卷 共 3 页第 1 页题次 一 二 三 四 总分 得分 第一部分.概念辨析模块 请判断下列说法是否正确，正确在括号内画“√”，错误则在括号内画“×” （共25分，每空1分） （ ）1、新能源汽车要求驱动电机体积小、质量轻，具有高可靠性和寿命长。 （ ）2、新能源汽车无需要求驱动电机全速段高效运行。 （ ）3、电机驱动系统一般由电动机、功率变换器、传感器和控制器组成。 （ ）4、直流电机一般具有电刷装置和换向器。 （ ）5、电刷装置的作用是把直流电压、直流电流引入或引出。 （ ）6、磁导率是表示物质导磁性能的参数。 （ ）7、直流电机的工作原理是通电直导线在磁场中受力。 （ ）8、交流异步电机的工作原理是由三相交流电在定子绕组中产生旋转磁场，从而在鼠笼中产生感应电流，从而在磁场中受力。 （ ）9、永磁同步电机的工作原理是通过电子开关电路产生旋转磁场，转子根据磁阻最小的原理进行旋转。 （ ）10、无刷直流电机的工作原理是通过电子开关产生旋转磁场，转子跟随磁场旋转。 （ ）11、开关磁阻电机的工作原理是三相交流电在定子绕组中产生旋转磁场，由永磁铁构成的转子跟随旋转磁场旋转。 （ ）12、直流电机调速性能好，启动转矩大。 （ ）13、直流电机控制复杂，易磨损。 （ ）14、交流异步电机具有高可靠性，制造成本高。 （ ）15、无刷直流电机无换向器和电刷，结构简单牢固，尺寸和质量小，基本免维护。 （ ）16、开关磁阻电机一般定子凸极比转子凸极少两个。 （ ）18、开关磁阻电机的成本相对而言最低。 （ ）19、功率二极管基本结构和工作原理与电子电路中的二极管都是相同的。 （ ）20、占空比指的是电力电子开关的导通时间与开关周期之比。 （ ）21、直流斩波电路只有降压斩波电路。 （ ）22、PWM 整流电路采用脉冲宽度调制控制，能够实现电能双向变换。 （ ）23、轮毂电机结构简单、布置灵活，车辆的空间利用率高，传动系统效率高。 （ ）24、开关磁阻电机的噪音较大。 （ ）25、永磁同步电机和无刷直流电机的转子结构相似，都是由永磁铁组成。 第二部分.基本知识模块 下列题目只有一个正确答案，请选择正确答案并将代码填写在括号里。 （共15分，每题1分） 1.交流异步电机的转速为（ ）r/min 。 A 4000-6000 B 12000-15000 C 4000-10000 D >15000 2.永磁同步电机的转速为（ ）r/min 。 A 4000-6000 B 12000-15000 C 4000-10000 D >15000 3.磁通所通过的路径称为（ ） A 磁感线 B 磁场强度 C 磁路 D 磁阻 4.用于制造永久磁铁和扬声器的磁钢的是（ ）。 A 硬磁材料 B 软磁材料 C 矩磁材料 D 普通材料 5.用于制造计算机中磁存储元件的磁芯、磁棒和磁膜等的是（ ）。 A 硬磁材料 B 软磁材料 C 矩磁材料 D 普通材料 6.用于制造电动机、变压器和继电器的铁芯的是（ ）。 A 硬磁材料 B 软磁材料 C 矩磁材料 D 普通材料 7.右图的电路符号所示为（ ）。 A 功率二极管 B 功率MOSFET C IGBT D GTR 8.功率MOSFET 指的是( )。 系 班 级 姓 名 学 号 命题教师 教研室负责人 系 负责人 试卷类型 A ………………………………………密封线………………………………………密封
课题名称：变压器的认识与运行计划学时：2课时 一、前端分析 （一）学习需求分析 变压器在许多领域得到广泛的应用：例如，在电力系统中，电力变压器起着重要的升压或降压作用；在测量系统和自动控制系统中使用的互感器，可以将大电流变为小电流，高电压变为低电压；在实验室的调压变压器，可以任意调节电压；用于电弧焊接的电焊变压器，具有陡降的输出特性；用于电子扩音电路的变压器，可进行阻抗匹配；脉冲变压器可以传送脉冲波，是机电行业人员的重要工作对象之一。 （二）教学内容分析 变压器是通过电磁感应原理制成的静止电气设备，能将一种等级的交流电，变换为同频率的另一种等级的交流电。作为一名电气控制技术人员必须了解变压器的用途和分类，熟悉变压器的结构、工作原理和性能特点，了解变压器铭牌的含义，才能在今后的学习中轻松、准确的学习其它相关的内容，并正确熟练地操作使用变压器。 （三）学习对象分析 学生有一定的电路基础和电磁相互作用相关知识，大部分学生对变压器内部结构和工作原理缺乏相应的了解，因此可能感觉变压器比较抽象，但经引导与实际生活联系起来以后，学习兴趣较高。 二、教学目标 （一）知识目标 1.认识单相变压器的基本结构； 2.了解变压器的用途和分类； 3.理解单相变压器的工作原理； 4.了解变压器铭牌的含义。 （二）能力（技能）目标 1．培养学生自主学习、自主探索、合作学习、观察、以及总结归纳的能力，会分析单相变压器的工作原理。 2. 培养学生的动手能力，学会查阅资料并获取目标知识，为今后的学习和工作奠定基础。 （三）情感目标 1．让学生在自主解决问题的过程中培养成就感，为今后学会自主学习打下良好的基础。 2．通过小组协作活动，培养学生合作学习的意识、竞争参与意识和研究探索的精神，从而调动学生的积极性，激发学生对供配电课程的兴趣。 三、重点难点 教学重点：变压器的结构和工作原理。 确定依据：根据高职学生现有的接受能力以及课程学习及今后工作的要求，当给出实物
一、论述PMSM 转矩生成及其控制 要求： 1．面装式PMSM 定子磁场矢量方程为f s s s ψi ψ+=L ，说明PMSM 内存在哪三个正弦分布磁场，为什么可以其中任何两个磁场相互作用来表达电磁转矩生成，试分别推导其相应的电磁转矩矢量方程。 答：在面装式PMSM 中，存在由永磁体产生的励磁磁场f ψ，由定子电流矢量s i 产生的电枢磁场s s i L 和由两者合成而得的定子磁场s ψ。转矩生成的本质就是两个磁场相互作用生成的，所以PMSM 中的电磁转矩可以由任何两个磁场的相互作用来表示。 电磁转矩可以看成是由转子磁场与电枢磁场相互作用生成的，其表达式为： ?=f e p t ψ s i =()s 1i s f s L L p ?ψ 电磁转矩也可以看成是定子磁场与电枢磁场相互作用生成的，其表达式为： ()()s s s 11i i i s s s s s f s e L L p L L L p t ?=?+=ψψ 电磁转矩也可以看成由转子磁场与定子磁场相互作用生成的，其表达式为： ()s f s f s s s e L p L L p t ψ ψ ψ ψ?= +?=11s i 。 其相应的推导过程如下： 电磁转矩t e ，机械角速度Ωr ，机械功率P m 以及机械能W m 之间有如下的关系，即 dt dWm Pm r te = =Ω (1) 由式（1）可以推导出电磁转矩矢量表达式。为此可先推导机械能量dW m 的方程。 根据机-电能量转换原理，向电动机输入的电能We 应包括以下几个部分的能量，即 W e =W r +W f +W m (2) 式中，W r 为定、转子损耗掉的能量；W f 为磁场储能。于是有 dW e =dW r +dW f +dW m (3) 下面推导式（3）右端三项的表达式。 假定定子没有零序分量，则有 dWe=Re(u s i s +u r i r )dt (4) W r 中应该包括定、转子绕组的电阻损耗，磁性材料中的磁滞和涡流损耗、风耗
电机与控制技术 《教案讲搞》 授课教师： 班级： 教师课时授课计划
教师姓名 课程名称 电机与电气控制技术 授课时数 2 累计课时 2 授课日期 年 月 日 年 月 日 授课班级 课题 绪论，§1-1直流电机的工作原理§1-2直流电机的结构 §1-3直流电机的铭牌 教学目标 知识点 电机与电气控制系统的发展；直流电机的工作原理；可逆原理 能力培养 复习左手、右手定则；会分析直流发电机的发电原理及直流电动机的旋转原理。熟练掌握绕组内电流、电势方 向；区别电刷内外电流和电势的不同。 教学重点 直流发电机和电动机的工作原理 教学难点 电刷内外电流和电势的不同 教具 直流电机模型 作业 1.3 教学参考书 《电工手册》、《电机与拖动》《电机与电气控制技术》等高职教材 教学内容―――过程 教学方法教具或教学环境 占用时间 （约） 复习：无 新课引入：新课介绍；学习本课程的作用、 学习本门课的要求等 10 案例：1。电动机在工厂生活中的广泛应用；及对电动机的控制 案例教学； 教师主讲；引导学生答出生活中用到的电动机 3 绪论： 1．电机与电气控制系统概述 2．电机与电气控制技术的发展 3．本课程的性质、内容、任务、要求及学习方法 讲授 15 §1-1直流电机的工作原理： 一、直流电机的基本工作原理 （一）直流发电机的工作原理 模型； 电化教学； 互动分析。结构由老师做简单 介绍。同学根据所学的电工知识在老师引导下分析转子绕组感应的电势、电流的方向及在外电路中的方向。 20 （二）直流电动机的工作原理 同样的分析方法。条件由老师给出。 10 二、直流电机的可逆原理 引导学生分析： 8 N S + _ + _ N S + _
东北大学继续教育学院 交流电机控制技术II 试卷（作业考核线上2）A 卷（共6 页） 一、判断题（20分）正确用√表示，错误用X表示，请将判断结果填入各题的（）中： 1. 间接变频装置的中间直流环节采用大电感滤波的属于电压源变频装置。（X） 2. 恒磁通变频调速协调控制原则是U/f为常数（√） 3. 异步电动机矢量控制中，MT坐标系的电磁量是直流量。（√） 4. 在矢量控制中以转子a轴为参考轴的坐标系是dq坐标系。（X） 5. 在SPWM的正弦参考信号中加入3次谐波后，可以拓宽线性控制范围（X） 6. 交-交变频器的最大输出频率是50Hz。（X） 7. 规则采样法的采样区间是等宽的（√） 8. 串联二极管的电流型逆变器换流中的尖峰电压与负载漏抗有关（√） 9. 在选择逆变器的开关器件时，可以不考虑元件承受反压的时间。（X） 10. 交直交变频器是直接变频器。（√） 11.按照VT1~VT6顺序导通逆变器主开关为三相异步电动机提供变频电源，ABC三相的下桥臂开关编号分别是VT2、VT3、VT6。（X） 12.变频调速时，在基频以下通常采用恒磁通变频调速，其协调控制原则为U/f等于常数。（X） 等于常数。（√） 13.恒功率变频调速，其协调控制原则为 14.基频以下调速时为了维持最大转矩恒定，在频率较低时应适当提高转子电压。（X） 15.变频器按变换的环节分为交—交变频器和交—直—交变频器。（√） 16.变频器按直流环节储能元件不同分为电流型变频器和电压型变频器。（√） 17.矢量控制理论中涉及的三个主要坐标系分别是ABC 、αβ 和 MT ；其中ABC和αβ
是静止坐标系。（ X ） 18.通过坐标变换将定子电流分解为两个相互独立的量，其中为1T i 磁场分量； 1M i 为转矩分量，可以实现解耦控制。（ X ） 19.在矢量控制理论中将三相坐标系下的三个时间变量写成2[()()()]A A B C x k x t ax t a x t =++形式的空间矢量,是以任意x 轴为参考轴的空间矢量表达式。（ X ） 20.三相坐标系下，空间矢量a A j x x e θ-=是以转子a 轴为参考轴的空间矢量表达式。（ X ） 二、选择题（20分）请将正确答案填入各题的（）中： 1. 变频技术中智能功率模块的英文缩写是（ B ） A ．PIC B. IPM C. SPWM D. GTR 2．基频以下变频调速时为了维持最大转矩恒定，在较低频率时应适当提高（ B ）。 A.定子电流 B.定子电压 C. 电源频率 D. 电机转速 3. 由D 触发器构建的环形分配器，如果在任意时刻都有三个Q 端输出1，则可得到宽（ B ）的六路脉冲输出。 A.120° B. 180° C. 150° D. 不确定 4. 对变频器调速系统的调试工作应遵循先（ A ）的一般规律。 A 、先空载、后轻载、再重载 B 、先轻载、后空载、再重载 C 、先重载、后轻载、再空载 D 、先轻载、后重载、再空载 5. 180°导电型的三相桥式逆变电路的换流是在（ C ）之间进行的。 A. 相邻相的上桥臂或者下桥臂 B. 相邻相的上下桥臂 C. 同一相的上下桥臂 D. 不确定桥臂 6. 电流型变频器带异步电动机在电动状态下运行时，变频器的逆变器处于（ B ）状态。 A. 空载 B.逆变 C.截止 D.无法确定 7.变频调速系统控制单元通过（ B ）得到控制脉冲的高低电平。 A. 锁相环 B. 比较器 C. 函数发生器 D. 极性鉴别器 8. 磁场轨迹法采用相邻电压矢量作为辅助矢量，在主矢量u(561)转换为主矢量u(612)以前，采用（ A ）作为辅助矢量。
《驱动电机及控制技术》教学大纲 一、授课对象 本课程适用于汽车服务系新能源汽车制造与装配专业（中、高级）班三年制 二、课程学时 总学时108课时，6课时/周，1学期授完。 三、课程的任务和目的 本课程是中等职业学校电子技术应用与维修专业教材，是一门机电类专业课程。其任务是：使学生掌握常用电动机的结构及其控制方法，培养学生对常用电动机的维护、保养与检修的技能和解决实际问题的能力；对学生进行职业意识培养和职业道德教育，提高学生的综合素质与职业能力，增强学生适应职业变化的能力，为学生职业生涯的发展奠定基础。 本课程目的是：使学生能掌握电动类、制冷类日用电器中主要使用的三种电动机——单相异步电动机、直流电动机和单相串励电动机的结构、原理及应用，以及电动类、制冷空调类电器专用电动机的结构及其控制方法。熟悉对上述电动机进行维护、保养与检修。结合生产生活实际，培养学生对所学专业知识的兴趣和爱好，养成自主学习与探究学习的良好习惯，从而能够解决专业技术实际问题，养成良好的工作方法、工作作风和职业道德。 四、课程内容和要求 第一章：直流电动机8课时 1．教学内容： 第一节：直流电动机的结构和分类 第二节：直流电动机的工作原理与运行特性 第三节：直流电动机的起动、反转和调速。 2．教学要求与建议：了解直流电动机的基本结构和分类，掌握直流电动机的基本工作原理，理解直流电动机的起动、反转、调速的原理和方法，初步了解直流电动机常见故障的检修方法。 第二章：单相异步电动机10课时 1.教学内容： 第一节：异步电动机的结构和工作原理 第二节：单相异步电动机的分类 第三节：单相异步电动机的反转和调速 2．教学要求与建议：了解单相异步电动机的基本结构，掌握单相异步电动机的基本工作原理，理解异步电动机的分类和起动方式，了解单相异步电动机的反转、调速的原理和方法，初步了解单相异步电动机常见故障及其检修方法。 第三章：单相串励电动机12课时 1、教学内容 第一节：单相串励电动机的结构和运转原理 第二节：单相串励电动机的运行特性 第三节：单相串励电动机的反转和调速 2、教学要求与建议：理解单相串励电动机的基本结构和工作原理，了解单相串励电动机的主要特点和应用。 第四章：三相异步电动机16课时 1．教学内容： 第一节：三相异步电动机的结构和工作原理
《电机及控制技术》教学大纲课程名称：电机及控制技术 课程类别：岗位核心能力课程 学分：6 学时：80（8学时/周，10周） 适用专业：电气自动化、工业控制、电机电器技术专业 一、课程性质与任务 课程的性质：本课程是根据学生认知规律和职业成长规律，以学生获得职业行动能力为目标，将工业自控设备操作员、工艺员、维护员、检修员、试验员所从事的机电设备的操作维护、检修、试验、故障排除等工作按照由简到繁、分层递进的思路，把人文素质培养和职业能力训练结合到项目载体中而设置的一门理实一体化的职业岗位核心能力课程。 课程的任务：为了提高学生选择、使用和维护变压器、电机及电气控制设备的能力；使学生理解变压器、电机的结构、基本工作原理，机械特性及运行特性，熟悉继电器——接触器控制电路的基本环节；掌握常用机床的电气控制的结构、原理及控制系统的设计、检修方法；熟悉新型电机、电器及电气控制设备的分析调试维护方法，培养学生分析生产实际问题和解决实际问题的能力，培养学生的团队协作、勇于创新、敬业乐业的工作作风。 二、教学目标 1、知识目标 ●熟悉常用变压器、电机、低压电器的工作原理、结构和使用方法； ●理解常用电动机的基本工作特性、机械特性； ●掌握电动机的起动、调速、制动的原理和方法； ●具有对电力拖动装置进行选择和简单计算的能力； ●具有对继电器——接触器控制典型电路工作原理及线路分析的能力。 ●具有设计较为简单的电气控制设备控制线路的能力。 ●掌握典型机床电气线路结构、工作原理，并初步具有理解安装、调试和
维护的方法能力。 2、能力目标 ●具有选择、使用、维护常用电机、变压器的专业技能； ●具有整定和选用常用低压电器的专业技能； ●利用电动机的起动、调速、制动的原理，能分析和排除控制线路故障的 专业技能； ●能利用基本控制环节进行一般电气控制系统的设计和安装的专业技能； ●具有对一般机床进行维修的专业技能； ●具有搜集专业资料、阅读资料和利用资料的专业能力； ●具有一定的自学和创新能力，具备作为电类专业人员必备的基本专业技 能。 3、素质目标 ●培养学生良好的分析问题和解决问题的专业素养； ●培养学生沟通协作、自主学习、模范带头、实干巧干、开拓创新、敬业 乐业的工作作风。 ●培养学生勤于思考、刻苦钻研、事实就是、勇于探索的良好品质。 ●培养电机及控制技术对应职业岗位必备的质量意识、守时意识和规范意 识，以提高学生的综合素质。 三、与前后课程的联系 1．与前续课程的联系 《电气安装的规划与实施》、《电工基础》培养了学生基本电路的分析、计算能力和常用电工仪器仪表的使用能力。 2．与后继课程的关系 为学生后续学习《电力电子技术及应用》、《PLC控制系统设计与维护》、《工业控制系统的运行与维护》等提供了必要的基础知识和专业技能。 四、教学内容与学时分配 为使学生掌握变压器、电动机的维护与检修及继电控制系统的运行维护等所需的知识与技能，本课程以变压器、直流电动机、三相异步电动机、运料小车电
交流电机控制技术I复习 一、判断题 1?间接变频装置的中间直流环节采用大电感滤波的属于电压源变频装置。 （X） 2.恒磁通变频调速协调控制原则是U/f为常数（J） 3.异步电动机矢量控制中，MT坐标系的电磁量是直流量。（V ） 4.在矢量控制中以定子A轴为参考轴的坐标系是dq坐标系。（X ） 5.交交变频器输出电压频率与输入电网电压的频率相同。（X ） 6.交-交变频器的最大输出频率是50Hzo （X ） 7.规则采样法的采样区间是等宽的（V ） 8.在矢量控制理论中ABC和a B是静止坐标系，MT是旋转坐标系。（J） 9.矢量控制采用的是转子磁场定向的控制方法。（V ） 10.180°导电型的三相桥式逆变电路在任意区间有3只开关管同时导通. （J） 二、选择题 从（A）、（B）、（C）、（D）中选择正确的答案，填入下面各题的（）中： 1.变频技术中正弦脉冲宽度调制的英文缩写是（C ） A. PIC B. IPM C. SPWM D. GTR 2.基频以下变频调速时为了维持最大转矩恒定，在较低频率时应适当提高 （B ）。 A.定子电流 B.定子电压 C.电源频率 D.电机转速 3.I1ID触发器构建的环形分配器，如果在任意时刻都有2个Q端输出1,则可得到宽（A ）的六路脉冲输出。 A. 120° B. 180° C. 150° D.不确定 4.对变频器调速系统的调试工作应遵循先（A ）的一般规律。
A、先空载、后轻载、再重载 B、先轻载、后空载、再重载 C、先重载、后轻载、再空载 D、先轻载、后重载、再空载 5.120°导电型的三相桥式逆变电路的换流是在（A ）之间进行的。 A.相邻相的上桥臂或者下桥臂 B.相邻相的上下桥臂 C.同一相的上下桥臂 D.不确定桥臂 6.电流型变频器带异步电动机在电动状态下运行时，变频器的逆变器处于（B ）状态。 A.空载 B.逆变 C.截止 D.无法确定 7.变频调速系统控制单元通过（B ）得到控制脉冲的高低电平。 A.锁相环 B.比较器 C.函数发生器 D.极性鉴别器 二常数时，称为（C ）调制方式。 A.异步 B.分级异步 C.同步 D.不能确定 9.谐波消除法就是适当安排开关角，在满足输出（B ）的条件下，消除不希望有的谐波分量。 A.基波电流 B.基波电压 C.基波频率 D.基波相位 10.余弦交截法就是用一系列余弦同步（C ）波和模拟量基准电压波的交点去决定整流器中相应晶闸管的控制角的方法。 A.电流 B.频率 C.相位 D.电压 三、填空题 1.按照VTPVT6顺序导通逆变器主开关为三相异步电动机提供变频电源，ABC三 相的下桥臂开关编号分别是（VT4 ）, （VT6 ）, （VT2 ）。 2.变频调速时，在（基频）以下通常釆用恒磁通变频调速，其协调控制原则为 U/f等于（常数）；在（基频）以上一般采用恒功率变频调速，其协调控制原则为（U/Jf ）等于常数。基频以下调速时为了维持最大转矩恒定，在频率较低时应适当提高（定子电压）。 3.变频器按变换的环节分为（交一交变频器）和（交
双闭环直流电机调速系统设计 摘要 转速、电流双闭环控制直流调速系统是性能很好、应用最广的直流调速系统。根据晶闸管的特性，通过调节控制角α大小来调节电压。基于设计题目，直流电动机调速控制器选用了转速、电流双闭环调速控制电路。在设计中调速系统的主电路采用了三相全控桥整流电路来供电。本文首先确定整个设计的方案和框图。然后确定主电路的结构形式和各元部件的设计，同时对其参数的计算，包括整流变压器、晶闸管、电抗器和保护电路的参数计算。接着驱动电路的设计包括触发电路和脉冲变压器的设计。最后，即本文的重点设计直流电动机调速控制器电路，本文采用转速、电流双闭环直流调速系统为对象来设计直流电动机调速控制器。为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，即分别引入转速负反馈和电流负反馈，二者之间实行嵌套联接。从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称做外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。先确定其结构形式和设计各元部件，并对其参数的计算，包括给定电压、转速调节器、电流调节器、检测电路、触发电路和稳压电路的参数计算然后最后采用MATLAB/SIMULINK对整个调速系统进行了仿真分析，最后画出了调速控制电路的电气原理图。 关键词：双闭环；转速调节器；电流调节器 目录 前言0 第1章绪论1 1．1直流调速系统的概述1 1．2研究课题的目的和意义1 1．3设计内容和要求1 1.3.1设计要求1 1.3.2设计内容1 第2章双闭环直流调速系统设计框图3 第3章系统电路的结构形式和双闭环调速系统的组成4
3．1主电路的选择与确定4 3．2 双闭环调速系统的组成6 3．3 稳态结构框图和动态数学模型7 3.3.1稳态结构框图7 3.3.2 动态数学模型9 第4章主电路各器件的选择和计算10 4．1变流变压器容量的计算和选择10 4．2 整流元件晶闸管的选型12 4．3 电抗器设计13 4．4 主电路保护电路设计15 4.4.1过电压保护设计15 4.4.2过电流保护设计17 第5章驱动电路的设计18 5．1晶闸管的触发电路18 5．2脉冲变压器的设计20 第6章双闭环调速系统调节器的动态设计22 6．1 电流调节器的设计23 6．2 转速调节器的设计24 第7章基于MATLAB/SIMULINK的调速系统的仿真28 小结31 致谢32 参考文献33 附表34 附图35
交流电机控制技术作图题交流电机控制技术的发展与展望引言与直流电机相比，交流电动机是多变量，强耦和的非线形系统，要实现良好的转矩控制非常困难。20世纪70年代德国工程师F.Blaschke首先提出异步电动机矢量控制理论来解决交流电机转矩控制问题。1985年，德国的Depenbrock教授提出了异步电动机直接转矩控制方法。近年来，矢量控制和直接转矩控制技术不断发展，且有各自不同的应用领域。随着现代控制理论和电子技术的发展，各种控制方法和器件不断出现。 矢量控制技术的现状与展望 矢量控制新技术 磁通的快速控制：在直接磁场定向矢量控制异步电动机变频调速系统中，利用磁链预测值进行磁通快速控制的方法。 参数辨识和调节器自整定：基于模型参考自适应算法的一惯性系统及二惯性系统转动惯量参数的辨识方法。
非线性自抗扰控制器：在异步电动机系统的动态方程中，用自抗扰控制器取代经典PID控制器进行控制。 矩阵式变换器：一种适用于矩阵式变换器驱动异步电动机调速系统的组合控制策略，同时实现了矩阵式变换器的空间矢量调制和异步电动机的直接磁场定向矢量控制。 矢量控制技术的发展 矢量采用高速电动机控制专用DSP、嵌入式实时软件操作系统，开发更实用的转子磁场定向方法和精确的磁通观测器，使变频器获得高起动转矩、高过载能力，将是未来矢量控制技术的重要发展方向。无速度传感器的交流异步电动机驱动系统和永磁电动机驱动系统控 制也是开发热点之一。永磁电动机驱动系统由于它的高效、高功率因数、高可靠性而得到越来越多的关注。无刷电动机的无位置传感器控制和正弦波电流控制，在应用方面已趋成熟。开关磁阻电动机在许多领域应用也取得了很多进展。
现代电气传动及控制技术的发展 1 电气传动技术概述 电气传动技术,是指用电动机把电能转换成机械能,去带动各种类型的生产机械、交通车辆以及生活中需要运动的物品的技术。是通过合理使用电动机实现生产过程机械设备电气化及其自动控制的电气设备及系统的技术总称。 一个完整的电气传动系统包括三部分:控制部分、功率部分、电动机。 ２电气传动优点 （1）电机的效率高,运转比较经济； （2）电能的传输和分配比较方便; （3）电能容易控制，因此现在电气传动已经成为绝大部分机械的传动方式,成为工业化的重要基础。传动方式的一种,有机械式如摇臂之类,有压力如液压传动,而通过控制电机来传动的方式就是电气传动。 3 电气传动技术的发展史 电气传动技术诞生于２0世纪初的第二次工业革命时期，电气传动技术大大推动了人类社会的现代化进步。它是研究如何通过电动机控制物体和生产机械按要求运动的学科。随着传感器技术和自动控制理论的发展,由简单的继电、接触、开环控制，发展为较复杂的闭环控制系统。自从人类发明并掌握各种机械帮助自己劳动以来，就需要有推动机械的原动力,除人力本身外，最初使用的是畜力、水力和风力，后来又发明了蒸汽机、柴油机、汽油机，19世纪才发明电动机。20世纪60年代，特别是80年代以来，随着电力电子技术、现代控制理论、计算机技术和微电子技术的发展,逐步形成了集多种高新技术于一身的全新学科技术一现代电气传动技术。 4 电气传动的主体——电动机 电动机分为交流电动机和直流电动机。二者的结构、工作原理不同，所需的电气传动装置也不同。电气传动可分为两类:直流电气传动和交流电气传动。由于历史上最早出现的是以蓄电池形式供电的直流电动机,所以直流传动也是唯一的电气传动方式。 直到１885年意大利都灵大学发明了感应电动机,而后出现了交流电，解决了三相制交流电的输变问题交流电气传动才出现。2０世纪80年代之前,直流电
电动车驱动电机及其控制技术综述 摘要：简述了电动车驱动系统及特点，在此基础上详细分析并比较了电动车主要电气驱动系统，着重介绍了一种深埋式永磁同步电动机及其控制系统，最后简要概述了电动车电气驱动系统的发展方向。 1 概述 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。 现有电动车大致可以分为以下几个主要部分：蓄电池、电池管理、充电系统、驱动系统、整车管理系统及车体等。驱动系统为电动车提供所需的动力，负责将电能转换成机械能。无论何种电动车的驱动系统，均具有基本相同的结构，都可以分成能源供给子系统、电气驱动子系统、机械传动子系统三部分，其中电气驱动子系统是电动车的心脏，主要包括电动机、功率电子元器件及控制部分。如图1所示。 其中，电动车驱动系统均具有相同或相似的功能模块，如图2所示。 2 电动车电气驱动系统比较 电动机的类型对电气驱动系统以及电动车整体性能影响非常大，评价电动车的电气驱动系统实质上主要就是对不同电动机及其控制方式进行比较和分析。目前正在应用或开发的电动车电动机主要有直流电动机、感应电动机、永磁无刷电动机、开关磁阻电动机四类。由这四类电动机所组成的驱动系统，其总体比较如下表所示。 电动车电气驱动系统用电动机比较表 下面分别对这几种电气驱动系统进行较为详细地分析和阐述。 2.1 直流驱动系统
直流电动机结构简单，具有优良的电磁转矩控制特性，所以直到20世纪80年代中期，它仍是国内外的主要研发对象。而且，目前国内用于电动车的绝大多数是直流驱动系统。 但普通直流电动机的机械换向结构易产生电火花，不宜在多尘、潮湿、易燃易爆环境中使用，其换向器维护困难，很难向大容量、高速度发展。此外，电火花产生的电磁干扰，对高度电子化的电动汽车来说将是致命的。此外，直流电动机价格高、体积和重量大。随着控制理论和电力电子技术的发展，直流驱动系统与其它驱动系统相比，已大大处于劣势。因此，目前国外各大公司研制的电动车电气驱动系统已逐渐淘汰了直流驱动系统。 2.2 感应电动机驱动系统 2.2.1 感应电动机 电动车感应电动机与一般感应电动机相比较具有以下特征： （1）稳定运行时，与一般感应电动机工况相似。 （2）驱动电动机没有一般感应电动机的起动过程，转差率小，转子上的集肤效应不明显。 （3）运行频率不是50hz，而是远远在此之上。 （4）采用变频调速方式时，转速与极数之间没有严格对应关系。 为此，电动车感应电动机设计方面如下特点： （1）尽力扩大恒转矩区，使电动机在高速运转时也能有较高转矩。而要提高转矩，则需尽量减小定转子之间的气隙，同时减小漏抗。 （2）更注重电动机的电磁优化设计，使转矩、功率和效率等因素达到综合最优。 （3）减少重量、体积，以增加与车体的适配性。 2.2.2 控制技术 应用于感应电动机的变频控制技术主要有三种：v/f控制、转差频率控制、矢量控制。20世纪90年代以前主要以pwm方式实现v/f控制和转差频率控制，但这两种控制技术因转速控制范围小，转矩特性不理想，而对于需频繁起动、加减速的电动车不太适宜。近几年
现代控制理论在电机控制中的应用 现代控制理论在电机控制上的发展现状： 1971年，德国学者Blaschke 提出了交流电动机矢量控制，它的出现对电机控制技术的研究具有划时代的意义，使电机控制技术的发展步入了一个全新的阶段。在此后的20多年里，矢量控制技术得到了广泛应用，交流伺服驱动系统逐步代替了直流系统。尽管如此，矢量控制仍有许多技术问题需要进一步解决和完善。 1985年，德国学者Depenbrock 提出了直接转矩控制理论，由于它直接控制定子磁链空间矢量和电磁转矩，使控制系统得以简化，并且提高了快速响应能力。它不仅拓宽了矢量控制理论，也促进了电机现代控制技术的进一步发展。目前，直接转矩控制技术还有待进一步深入研究和改进，加快向实用化方向推进的步伐。 矢量控制和直接转矩控制正在向实现无传感器控制方向发展，但是无传感器控制技术总体上还处于研究和开发阶段，只在部分产品上开始实用化。进一步加大和拓宽无传感器控制技术的应用，还有许多理论和技术问题需要解决。 伴随和推进矢量控制、直接转矩控制和无传感器控制技术进一步向前发展的是人工智能控制，这是电机现代控制技术的前沿性课题，国内外学者正在竞相研究，已取得阶段性的研究成果，并正在逐步实用化。 矢量控制和直接转矩控制技术的一个新的发展方向是直接驱动技术，这种零方式消除了传统机械传动链带来的一系列不良影响，极大地提高了系统的快速响应能力和运动精度。但是，这种机械上的简化，导致了电机控制上的难度。为此，需要电机控制技术的进一步提高和创新。这正是电机现代控制技术有待深入研究和具有广阔开发前景的新领域。 电机的现代控制技术与先进制造装备息息相关，已在为先进制造技术的重要研究领域之一，国内很多学者和科技人员正在从事这方面的研究和开发。 现代控制理论在电机控制中的具体应用： 一、三相感应电动机的矢量控制 1、 定、转子磁动势矢量 三相感应电动机是机电能量转换装置，这种的物理基础是电磁间的相互作用或者磁场能量的变化。因此，磁场是机电能量转换的媒介，是非常重要的物理量。为此，对各种电动机都要了解磁场在电动机空间内的分布情况。感应电动机内磁场是由定、转子三相绕组的磁动势产生的，首先要确定电动机内磁动势的分布情况。对定子三相绕组而言，当通以三相电流A i 、B i 、C i 时，分别产生沿着各自绕组轴线脉动的空 间磁动势波，取其基波并记为A f 、B f 、C f ，显然它们都是空间矢量。对于分布和短矩绕组，定义正向 电流产生的空间磁动势波基波的轴线为该相绕组的轴线，亦即A f 、B f 、C f 是以ABC 为轴线沿圆周正弦分布的空间矢量，各自的幅值是变化的，取决于相电流的瞬时值，即有 4()2s s A A n N k F t i p ωπ=? （1） 4()2s s B B n N k F t i p ωπ=? （2） 4()2s s C C n N k F t i p ωπ= ? （3） 式中，n p 为极对数；s N 为每相绕组匝数；s k ω为绕组因数。当相电流瞬时值为正值时，磁动势矢量方向与该相绕组轴线一致，反之则相反。