1、電力拖動自動控制系統(tǒng)概述,主講人：張敬南 副教授,主要內(nèi)容,01,電力拖動自動控制系統(tǒng)的定義,02,電力拖動自動控制系統(tǒng)的組成,03,電力拖動自動控制系統(tǒng)的發(fā)展,04,船舶電力推進系統(tǒng),05,課程的主要內(nèi)容,（一）電力拖動自動控制系統(tǒng)的定義,四旋翼實現(xiàn)定點投放,（一）電力拖動自動控制系統(tǒng)的定義,商場電梯,（一）電力拖動自動控制系統(tǒng)的定義,交通運輸,（一）電力拖動自動控制系統(tǒng)的定義,機械加工,（一）電力拖動自動控制系統(tǒng)的定義,工業(yè)機器人,（一）電力拖動自動控制系統(tǒng)的定義,工業(yè)機器人,（一）電力拖動自動控制系統(tǒng)的定義,焊接機器人,（一）電力拖動自動控制系統(tǒng)的定義,工業(yè)加工,（一）電力拖動自動控制系

2、統(tǒng)的定義,船舶吊車,（一）電力拖動自動控制系統(tǒng)的定義,試驗平臺中負(fù)載拖曳,軍事領(lǐng)域 例如自動裝彈系統(tǒng),（一）電力拖動自動控制系統(tǒng)的定義,（一）電力拖動自動控制系統(tǒng)的定義 基于自動控制理論，對作為原動機 的電動機加以控制，使其拖動機械負(fù)載 按照給定的控制規(guī)律自動運行的系統(tǒng)， 稱為電力拖動自動控制系統(tǒng)。 簡稱為電力拖動控制系統(tǒng)，也被稱 為運動控制系統(tǒng)。,（二）電力拖動自動控制系統(tǒng)的組成,電力拖動自動控制系統(tǒng)及其組成,（二）電力拖動自動控制系統(tǒng)的組成,電力拖動自動控制系統(tǒng)及其組成,（二）電力拖動自動控制系統(tǒng)的組成 （1）電動機 直流電動機 異步電動機（感應(yīng)電動機） 同步電動機,（二）電力拖動自動控制

3、系統(tǒng)的組成,（二）電力拖動自動控制系統(tǒng)的組成 （2）功率放大與變換裝置 廣泛采用的是電力電子型功率放大與 變換裝置。其發(fā)展趨勢體現(xiàn)在： 半控型向全控型發(fā)展； 低頻開關(guān)向高頻開關(guān)發(fā)展； 分立的器件向具有復(fù)合功能的功率模塊 發(fā)展。,（二）電力拖動自動控制系統(tǒng)的組成,電力拖動自動控制系統(tǒng)及其組成,（二）電力拖動自動控制系統(tǒng)的組成 （3）控制器 模擬控制器 物理概念清晰、控制信號流向直觀； 控制規(guī)律體現(xiàn)在硬件電路； 線路復(fù)雜、通用性差； 控制效果受到器件性能、溫度等因素,的影響。,（二）電力拖動自動控制系統(tǒng)的組成 （3）控制器 以微處理器為核心的數(shù)字控制器 硬件電路標(biāo)準(zhǔn)化程度高； 控制規(guī)律體現(xiàn)在軟件上

4、，修改靈活方 便； 擁有信息存儲、數(shù)據(jù)通信和故障診斷,等功能。,（二）電力拖動自動控制系統(tǒng)的組成,電力拖動自動控制系統(tǒng)及其組成,（二）電力拖動自動控制系統(tǒng)的組成 （3）信號檢測與處理 信號檢測：電壓、電流、轉(zhuǎn)速和位置等 信號； 信號轉(zhuǎn)換：電壓匹配、極性轉(zhuǎn)換、脈沖 整形等； 數(shù)據(jù)處理：信號濾波。,（二）電力拖動自動控制系統(tǒng)的組成,電力拖動 自動控制 系統(tǒng),與電力拖動自動控制系統(tǒng)相關(guān)的學(xué)科,（三）電力拖動自動控制系統(tǒng)的發(fā)展 （1）電力電子技術(shù)和微電子技術(shù) 帶動了新一代交流調(diào)速系統(tǒng)的興起 與發(fā)展，打破了直流調(diào)速系統(tǒng)一統(tǒng)高性 能拖動天下的格局。 進入21世紀(jì)后，用交流調(diào)速系統(tǒng)取,代直流調(diào)速系統(tǒng)已成為不

5、爭的事實。,（三）電力拖動自動控制系統(tǒng)的發(fā)展 （2）關(guān)于直流電動機及其控制系統(tǒng) 直流電動機的數(shù)學(xué)模型簡單，轉(zhuǎn)矩 易于控制，控制思想直觀且成熟。 換向器與電刷的位置保證了電樞電 流與勵磁電流的解耦，使轉(zhuǎn)矩與電樞電,流成正比。,（三）電力拖動自動控制系統(tǒng)的發(fā)展 （3）關(guān)于交流電動機 交流電動機（尤其是籠型感應(yīng)電動 機）結(jié)構(gòu)簡單。 交流電動機動態(tài)數(shù)學(xué)模型具有非線 性多變量強耦合的性質(zhì)，數(shù)學(xué)模型比直,流電動機復(fù)雜得多。,（三）電力拖動自動控制系統(tǒng)的發(fā)展 （4）關(guān)于交流電力拖動自動控制系統(tǒng) 主要體現(xiàn)為交流調(diào)速系統(tǒng)。 基于穩(wěn)態(tài)模型的交流調(diào)速系統(tǒng) 轉(zhuǎn)速開環(huán)的變壓變頻調(diào)速 轉(zhuǎn)速閉環(huán)的轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng),動態(tài)性能

6、無法與直流調(diào)速系統(tǒng)相比。,（三）電力拖動自動控制系統(tǒng)的發(fā)展 （4）交流電力拖動自動控制系統(tǒng) 主要體現(xiàn)為交流調(diào)速系統(tǒng)。 基于動態(tài)模型的交流調(diào)速系統(tǒng) 矢量控制系統(tǒng) 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng),動態(tài)性能良好，取代直流調(diào)速系統(tǒng)。,（三）電力拖動自動控制系統(tǒng)的發(fā)展 （4）交流電力拖動自動控制系統(tǒng) 主要體現(xiàn)為交流調(diào)速系統(tǒng)。 同步電動機交流調(diào)速系統(tǒng) 同步電動機的轉(zhuǎn)速與電源頻率嚴(yán)格 保持同步，機械特性硬。 基于電力電子變頻技術(shù)，可靠實現(xiàn) 同步電動機調(diào)速系統(tǒng)。,（四）船舶電力推進系統(tǒng) （1）船舶電力推進的定義,（四）船舶電力推進系統(tǒng) （1）船舶電力推進的定義 船舶電力推進系統(tǒng)是通過電動機拖動 螺旋槳負(fù)載實現(xiàn)船舶運動的推進

7、系統(tǒng)。 顯然船舶電力推進的自動控制系統(tǒng)也 是一種電力拖動自動控制系統(tǒng)。 但是其特點體現(xiàn)為電動機的負(fù)載為船,舶螺旋槳負(fù)載。,（四）船舶電力推進系統(tǒng) （1）船舶電力推進的定義 隨著電力拖動及其控制系統(tǒng)的飛躍發(fā) 展，尤其是在大功率電力可控硅技術(shù)支撐 之下，船舶電力推進系統(tǒng)在性價比上已經(jīng) 具有足夠的競爭力。 可以預(yù)見，在本世紀(jì)船舶電力推進必,將迅速崛起，而成為主流的推進方式。,（四）船舶電力推進系統(tǒng) （2）船舶電力推進的典型應(yīng)用,“中國海監(jiān)83”海上執(zhí)法船,（四）船舶電力推進系統(tǒng) （2）船舶電力推進的典型應(yīng)用,煙大渡輪,（四）船舶電力推進系統(tǒng) （2）船舶電力推進的典型應(yīng)用,蛟龍?zhí)柹顫撈?（四）船舶電力推進系統(tǒng) （2）船舶電力推進的典型應(yīng)用,美國弗吉尼亞級核潛艇,（四）船舶電力推進系統(tǒng) （2）船舶電力推進的典型應(yīng)用,ABB公司的吊艙推進系統(tǒng),（五）課程的主要內(nèi)容 （1）直流調(diào)速系統(tǒng) 轉(zhuǎn)速反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)。 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)。 可逆控制的直流調(diào)速系統(tǒng)。 （2）交流調(diào)速系統(tǒng) 基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動機調(diào)速系統(tǒng)。 基于動態(tài)模型的異步電動機調(diào)速系統(tǒng)。 繞線式轉(zhuǎn)子異步電動機雙饋調(diào)速系統(tǒng)