運動控制系統(tǒng)電子教案

《運動控制系統(tǒng)》教案緒論(1學(xué)時)教學(xué)目的、要求：本節(jié)主要介紹課程的性質(zhì)、任務(wù)、特點以及自動控制系統(tǒng)中的一些基本概念教學(xué)方式：采用多媒體課件。教學(xué)設(shè)計：最初接觸這一門課程，首先介紹課程的性質(zhì)、解決任務(wù)、工程中的地位以及本課程的特點。講解清楚教材的特點，選用教材的依據(jù)以及教師的講解思路。初步使學(xué)生建立起本門課程的知識框架，用實際的工程事例激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。一、課程的性質(zhì)、任務(wù)、特點、分類及工程應(yīng)用性質(zhì)：理論與實踐緊密結(jié)合的、自動化專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)技術(shù)課。任務(wù)：研究自動控制系統(tǒng)的控制規(guī)律、研究交直流的各種調(diào)速方式。特點：1）綜合性強(qiáng):涉及到的課程較多電子技術(shù)、變流、電拖、自控原理等；2）實踐性強(qiáng):與工程實際相聯(lián)系；1、2、3、4章1、2、3、4章直流調(diào)速交流調(diào)速控制控制系統(tǒng)的分類運動控制系統(tǒng)過程控制系統(tǒng)、計算機(jī)控制系統(tǒng) 6、7、8章6、7、8章工程應(yīng)用實例： 機(jī)床的控制、家用電器、電力拖動實驗三個共8學(xué)時，其中6學(xué)時為必做實驗，2學(xué)時為選做實驗。其特點：實踐性強(qiáng)，時間占用較長。二、講課方式：多媒體講解、黑板上講解、課堂討論、自學(xué)。講授方法有：傳統(tǒng)式、啟發(fā)式、逆向式、討論式、探究式，展示最新科學(xué)技術(shù)等方式。三、參考文獻(xiàn)：孫樹樸等，《電力電子技術(shù)》，中國礦大出版社，2000，北京。張明達(dá)，《電力拖動自動控制系統(tǒng)》，冶金工業(yè)出版社，1983，北京。賀益康等《電力電子技術(shù)》，浙江大學(xué)出版社；四、考核方式：筆試70分，實驗10分，科技論文10分，作業(yè)及課堂表現(xiàn)10分，科技活動獎勵5分。五、電力拖動自控系統(tǒng)一般概念（自動控制原理中已經(jīng)學(xué)過）1、開環(huán)系統(tǒng)2）閉環(huán)系統(tǒng)增設(shè)了控制及反饋裝置，利用實測的參數(shù)作為反饋信息量，與原先設(shè)定的指令相比較，以完成自動調(diào)節(jié)作用。3）綜合自動化控制4）系統(tǒng)的性能指標(biāo)一）系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當(dāng)擾動或給定值發(fā)生變化時，輸出量將會偏離原來的穩(wěn)定值。這時，通過內(nèi)部自動調(diào)節(jié)，系統(tǒng)可能回到（或接近）原來的穩(wěn)定值或跟隨給定值穩(wěn)定下來。二）系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)。直流電動機(jī)具有良好的起、制動性能，宜于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速和快速正反向的電力拖動領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。由于直流拖動控制系統(tǒng)在理論上和實踐上都比較成熟，而且從控制的角度來看，它又是交流拖動控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。因此，為了保持由淺入深的教學(xué)順序，應(yīng)該首先很好地掌握直流拖動控制系統(tǒng)。直流電動機(jī)具有良好的起、制動性能，宜于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速和快速正反向的電力拖動領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。由于直流拖動控制系統(tǒng)在理論上和實踐上都比較成熟，而且從控制的角度來看，它又是交流拖動控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。因此，為了保持由淺入深的教學(xué)順序，應(yīng)該首先很好地掌握直流拖動控制系統(tǒng)。第一章直流單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)§1-1晶閘管—電動機(jī)（V-M）調(diào)速系統(tǒng)的特點目的、教學(xué)要求：此部分內(nèi)容在前述課程《電力電子技術(shù)》中已學(xué)過，要求學(xué)生課后復(fù)習(xí)，在此基礎(chǔ)上掌握晶直流調(diào)速電源的特點、閘管—電動機(jī)（V-M）調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速方法。重點、難點：觸發(fā)脈沖相位控制，晶閘管—電動機(jī)（V-M）調(diào)速系統(tǒng)電流連續(xù)、斷續(xù)時V-M系統(tǒng)機(jī)械特性。主要內(nèi)容：電流波形的連續(xù)與斷續(xù),電流連續(xù)時V-M系統(tǒng)機(jī)械特性,電流斷續(xù)時V-M系統(tǒng)的機(jī)械特性。思考：①晶閘管—電動機(jī)（V-M）調(diào)速系統(tǒng)電流波形連續(xù)與斷續(xù)的條件？②與一般直流電源相比，V-M系統(tǒng)的特點？③V-M系統(tǒng)機(jī)械特性如何？教學(xué)設(shè)計：從直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速方程入手，分析三種調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)速的方法，通過講解各種方法的優(yōu)缺點，引申出本章核心內(nèi)容：調(diào)壓調(diào)速。而調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)需要有專門向電動機(jī)供電的可控直流電源。進(jìn)一步引入幾種主要的可控直流電源。在對比的基礎(chǔ)上，總結(jié)出各種可控直流電源的特點，最后明確把晶閘管整流裝置輸出電壓看作直流電源給電動機(jī)供電的V-M系統(tǒng)。針對晶閘管—電動機(jī)（V-M）調(diào)速系統(tǒng)的特點，通過啟發(fā)性的提問使學(xué)生回憶先修課《電力電子技術(shù)》整流裝置的有關(guān)內(nèi)容，再通過調(diào)速系統(tǒng)的角度分析晶閘管整流裝置輸出電壓看作直流電源給電動機(jī)供電，與一般直流電源相比，V-M系統(tǒng)的特點：觸發(fā)脈沖相位控制二、電流波形的連續(xù)與斷續(xù)

三、V-M系統(tǒng)的機(jī)械特性教學(xué)方式方法：緒論和可控直流電源、觸發(fā)脈沖相位控制等容易理解的內(nèi)容采用多媒體講授，難點部分教師在黑板上詳細(xì)講解，如：電流連續(xù)、斷續(xù)時V-M系統(tǒng)機(jī)械特性。采用啟發(fā)式，逆向提出問題→解決問題→設(shè)計電路系統(tǒng)§1-2反饋控制閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析目的、教學(xué)要求：使學(xué)生準(zhǔn)確掌握調(diào)速的基本概念、調(diào)速性能指標(biāo)之間的內(nèi)在關(guān)系，以及開環(huán)系統(tǒng)所存在的問題。重點、難點：靜差率與調(diào)速范圍的的關(guān)系與內(nèi)在聯(lián)系，靜差率與機(jī)械特性硬度之間的關(guān)系。主要內(nèi)容：調(diào)速的基本概念；調(diào)速范圍、靜差率和額定速降之間的關(guān)系；開環(huán)系統(tǒng)所存在的問題。思考：①靜差率與機(jī)械特性硬度的關(guān)系？③為什么說調(diào)速范圍和靜差率不是彼此孤立的，必須同時考慮才有意義？教學(xué)設(shè)計：簡要講述調(diào)速性能指標(biāo)三個概念調(diào)速、穩(wěn)速、加、減速，靜差率及其與機(jī)械特性的硬度的關(guān)系，聯(lián)系工程實際，重點探討調(diào)速范圍、靜差率和額定速降之間的關(guān)系。然后以某一龍門刨床工作臺直流電動機(jī)開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)為例，分析其性能和存在的問題，該部分內(nèi)容要求學(xué)生自己利用調(diào)速指標(biāo)計算、分析，得出其性能特點，提出問題，思考解決開環(huán)系統(tǒng)速降太大的解決方法。通過啟發(fā)，由學(xué)生提出問題的解決方法－引入反饋控制教學(xué)方式方法：該部分內(nèi)容較容易理解，采用多媒體講授?！?-3反饋控制閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析教學(xué)目的、要求：熟悉掌握閉環(huán)系統(tǒng)的組成及靜特性、閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)與開環(huán)系統(tǒng)的性能比較，降低速降的實質(zhì)。重點、難點：閉環(huán)系統(tǒng)能降低速降的實質(zhì)。主要內(nèi)容：閉環(huán)系統(tǒng)的組成及靜特性方程的推導(dǎo)、閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)與開環(huán)系統(tǒng)的性能比較，閉環(huán)系統(tǒng)能降低速降的實質(zhì)是什么？思考題：①閉環(huán)系統(tǒng)能降低速降的實質(zhì)是什么？②寫出當(dāng)負(fù)載突減時，系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)過程。③閉環(huán)靜特性是如何形成的？為什么開環(huán)中轉(zhuǎn)速與電流（轉(zhuǎn)矩）的關(guān)系稱作為機(jī)械特性，而閉環(huán)系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速與電流（轉(zhuǎn)矩）的關(guān)系稱作閉環(huán)靜特性？④單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的基本性質(zhì)是什么教學(xué)設(shè)計：①通過引入三幅flash動畫生動說明靜特性與開環(huán)機(jī)械特性的區(qū)別，通過展示實物照片來說明形成閉環(huán)的方式手段。②通過一個直流有靜差調(diào)速系統(tǒng)來計算系統(tǒng)的各部分參數(shù)（簡要介紹）PPT講③采用逆向思維方式來提出閉環(huán)系統(tǒng)存在的問題，通過啟發(fā)提出解決問題的辦法，由此引出截止環(huán)節(jié)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型（一）直流它勵電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型該環(huán)節(jié)的內(nèi)容從直流電動機(jī)等效電路入手，確定直流它勵電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型及動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，教師講解思路，學(xué)生自學(xué)。以三相半波整流電路為例來講解，多媒體動畫演示（二）晶閘管觸發(fā)和整流裝置數(shù)學(xué)模型及動態(tài)結(jié)構(gòu)圖以三相半波整流電路為例來講解，多媒體動畫演示失控時間：Ts的概念。（）從控制電壓變化開始到發(fā)生變化之間的時間間隔稱為失控時間，最大失控時間為兩個相鄰自然換相點之間的時間，即相對于整個系統(tǒng)的時間響應(yīng)來說，是不大的。通常可用簡單算術(shù)平均值，即，不同整流電路取值不同。晶閘管觸發(fā)器和整流裝置輸入輸出關(guān)系為應(yīng)用拉氏位移定理，其傳遞函數(shù)為將按泰勒級數(shù)展開，則上式變成由于很小，可忽略高次項，可將晶閘管變流裝置近似成一階慣性環(huán)節(jié)來處理，其傳函為（三）比例放大器和發(fā)電機(jī)傳函由于比例放大器和測速發(fā)電機(jī)輸出響應(yīng)可認(rèn)為是瞬時變化的，其傳函為，將上述四個環(huán)節(jié)按系統(tǒng)中的相互關(guān)系連接在一起，便得到閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖二、閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和穩(wěn)定條件當(dāng)不考慮負(fù)載，即=0時，系統(tǒng)開環(huán)傳函為閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)為穩(wěn)定條件根據(jù)反饋控制閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的特征方程和勞斯--古爾維茨判據(jù)，可以推導(dǎo)出其穩(wěn)定條件為或可得系統(tǒng)的臨界放大系數(shù)Kcr，當(dāng)K＞Kcr時，系數(shù)將不穩(wěn)定。強(qiáng)調(diào)：對于一個自動控制來說，穩(wěn)定性是它能否正常工作的首要條件，是必須保證的。三、單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性Flash演示特點：①把轉(zhuǎn)速反饋與給定比較形成控制信號，組成閉環(huán)控制；②Flash演示特點：①把轉(zhuǎn)速反饋與給定比較形成控制信號，組成閉環(huán)控制；②測速環(huán)節(jié)：直流測速發(fā)電機(jī)，與直流電機(jī)同軸聯(lián)結(jié)；；③設(shè)置放大器**提問：運用自控原理的知識，如何推導(dǎo)閉環(huán)系統(tǒng)的特性方程？利用自動控制原理中傳函的化簡原理，得到調(diào)速系統(tǒng)的靜特性方程式，從而得出系統(tǒng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)載電流（或轉(zhuǎn)矩）的穩(wěn)態(tài)關(guān)系，它在形式上與開環(huán)機(jī)械特性相似，但本質(zhì)上卻有很大的不同，故定名為“靜特性”，結(jié)論：閉環(huán)系統(tǒng)可以獲得比開環(huán)系統(tǒng)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性，從而在保證一定靜差率的要求下，能夠提高調(diào)速范圍，為此所需付出的代價是，須增設(shè)檢測與反饋裝置和電壓放大器。然后進(jìn)行四、開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性和閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的比較分析：

結(jié)論：閉環(huán)系統(tǒng)可以獲得比開環(huán)系統(tǒng)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性，從而在保證一定靜差率的要求下，能夠提高調(diào)速范圍，為此所需付出的代價是，須增設(shè)檢測與反饋裝置和電壓放大器。

接下來重點分析降低速降的實質(zhì)是什么呢？閉環(huán)系統(tǒng)能夠減少穩(wěn)態(tài)速降的實質(zhì)在于它的自動調(diào)節(jié)作用，在于它能隨著負(fù)載的變化而相應(yīng)地改變整流電壓，而開環(huán)系統(tǒng)不能自動調(diào)節(jié)。

以負(fù)載增大為例，閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)過程如下：FLASH動畫演示主要例題：當(dāng)負(fù)載突增時，系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)過程。FLASH動畫演示該部分內(nèi)容采用多媒體講授。最后總結(jié)具有比例調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的基本性質(zhì)，強(qiáng)調(diào)指出：有靜差系統(tǒng)的概念。全面地看，反饋控制系統(tǒng)一方面能夠有效地抑制一切被包在負(fù)反饋環(huán)內(nèi)前向通道上的擾動作用；另一方面，則緊緊地跟隨這給定作用，對給定信號的任何變化都是惟命是從的。而系統(tǒng)精度依賴于給定和反饋精度該部分內(nèi)容采用多媒體講授。四、反饋控制調(diào)速系統(tǒng)的主要部件和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算㈠運算放大器：提問：比例放大器的放大系數(shù)計算方法？分析其輸入輸出特性，該部分在黑板上推導(dǎo)。總結(jié)比例調(diào)節(jié)器特點：注意比例調(diào)節(jié)器的輸出電壓與輸入電壓成反比，其輸出量能立即響應(yīng)輸入量的變化。畫出其結(jié)構(gòu)圖。該部分在黑板上推導(dǎo)。㈡晶閘管整流與觸發(fā)裝置

若初步估算，即在條件下，用兩個量的設(shè)計最大值估算，即。也可估算，㈢穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算舉例以轉(zhuǎn)速單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)為例,討論靜態(tài)參數(shù)計算。先提出該類問題的分析思路，解題步驟，然后，要求同學(xué)們當(dāng)堂計算，最后點出計算過程中的注意點和難點。

先提出該類問題的分析思路，解題步驟，然后，要求同學(xué)們當(dāng)堂計算，最后點出計算過程中的注意點和難點。五、單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流保護(hù)——電流截止負(fù)反饋

首先啟發(fā)學(xué)生明確一點：閉環(huán)存在的問題，引入電流截止環(huán)節(jié)，然后

請同學(xué)們自己設(shè)計該環(huán)節(jié)電路，之后，老師提供出兩個實際電路，請同學(xué)們比較各自的優(yōu)缺點。最后對帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行靜特性分析：學(xué)生了解了引入學(xué)生了解了引入電流截止負(fù)反饋的目的及所起的作用后，總結(jié)對帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行靜特性分析，也叫“挖土機(jī)特性”§1-4積分、比例積分控制規(guī)律和無靜差調(diào)速系統(tǒng)教學(xué)目的、要求：掌握PI調(diào)節(jié)器特性以及與P調(diào)節(jié)器的區(qū)別，PI調(diào)節(jié)器能解決系統(tǒng)動態(tài)快速性與穩(wěn)態(tài)無靜差的實質(zhì)，會分析由PI調(diào)節(jié)器組成的無靜差調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)過程及靜特性。重點、難點：放大系數(shù)K對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。無靜差系統(tǒng)特性以及I調(diào)節(jié)器性能。無靜差系統(tǒng)靜特性分析。主要例題：以負(fù)載突增來分析無靜差調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)過程思考及作業(yè)：㈠PI調(diào)節(jié)器的特性是什么？㈡PI調(diào)節(jié)器能解決系統(tǒng)動態(tài)快速性與穩(wěn)態(tài)無靜差的實質(zhì)？㈢PI調(diào)節(jié)器的實用電路要考慮哪幾方面？教學(xué)設(shè)計：回顧單閉環(huán)有靜差系統(tǒng)的特點，提問：使用比例調(diào)節(jié)器的閉環(huán)系統(tǒng)能否完全消除靜態(tài)偏差？通過分析，引出無靜差概念，PI調(diào)節(jié)器實現(xiàn)無靜差的實質(zhì)讓學(xué)生討論，得出結(jié)論。無靜差調(diào)速系統(tǒng)概念：調(diào)速系統(tǒng)受到擾動作用后，又進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運行時，系統(tǒng)的給定量與被調(diào)量的反饋量保持相等，即=0，也就是擾動前后的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速不變。一、分析積分調(diào)節(jié)器（I調(diào)節(jié)器）及積分控制規(guī)律積分器有三個重要特性1）延緩性積分調(diào)節(jié)器輸入階躍信號時，輸出按積分線性增長。2）積累性只要積分調(diào)節(jié)器輸入信號存在，不論信號大小如何變化，積分的積累作用就持續(xù)下去，只不過輸出值上升速率不同而已。3）記憶性在積分過程中，如果輸入信號變?yōu)榱悖敵鲭妷耗鼙３衷谳斎胄盘柛淖兦暗乃矔r值，該電壓值就是充電電容C兩端的電壓值，若要使輸出值下降，必須改變輸入信號的極性，其變化過程如圖所示。對I調(diào)節(jié)器性能的性能采用在黑板上講授。對I調(diào)節(jié)器性能的性能采用在黑板上講授。若初始不為零情況下積分調(diào)節(jié)器輸出值為比例調(diào)節(jié)器的輸出量完全取決輸入量的“現(xiàn)狀”；而積分調(diào)節(jié)器的輸出，既取決于輸出的初始值，又取決于輸入量對時間的積累過程（即歷史狀況）。盡管目前=0，只要歷史上曾經(jīng)出現(xiàn)過的值，輸出就存在一定數(shù)值，這就是比例控制規(guī)律與積分控制規(guī)律的根本區(qū)別。雖然積分調(diào)節(jié)器通過不斷的積累過程來最后消除誤差，但由于積分調(diào)節(jié)器的輸出是逐漸的積累，在控制的快速性上，積分控制遠(yuǎn)不如比例控制。而比例調(diào)節(jié)器雖然響應(yīng)快，但系統(tǒng)存在靜差，如果既要穩(wěn)態(tài)精度高，又要動態(tài)響應(yīng)快，就把P與I結(jié)合起來，取長補(bǔ)短，形成比例積分調(diào)節(jié)器（PI調(diào)節(jié)器）。課后自學(xué)：比例積分調(diào)節(jié)器的電路實現(xiàn)及傳遞函數(shù)的推導(dǎo)二、采用比例積分（PI）調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)無靜差調(diào)速系統(tǒng)PI調(diào)節(jié)器工作原理采用運算放大器的PI調(diào)節(jié)器線路及傳遞函數(shù)要求學(xué)生課前自學(xué)。課堂提問：比例積分作用的動態(tài)快速性和穩(wěn)態(tài)無靜差物理意義的概念：課堂討論：無靜差系統(tǒng)靜特性的實質(zhì)。如何實現(xiàn)？由此可見，PI調(diào)節(jié)器滿足了系統(tǒng)在動態(tài)和靜態(tài)時放大系數(shù)K大小不同的要求，它屬于串聯(lián)校正裝置，這樣不僅使系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)做到無靜差，而且又提高了系統(tǒng)動態(tài)的穩(wěn)定性。具有PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)無靜差調(diào)速系統(tǒng)采用PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)無靜差調(diào)速系統(tǒng)的原理如圖所示，為了限制起動沖擊電流，系統(tǒng)采用電流截止負(fù)反饋。TA為檢測電流的交流互感器，經(jīng)整流后得到電流反饋信號。當(dāng)時上述系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖示于右圖?，F(xiàn)以階躍負(fù)載為例（指突增或突降負(fù)載的情況），來討論PI調(diào)節(jié)器在擾動調(diào)節(jié)過程的作用，見圖1-36。3．系統(tǒng)靜特性和靜態(tài)參數(shù)計算以課堂討論為主要講授方式。由于穩(wěn)態(tài)時PI調(diào)節(jié)器的輸入電壓，給定電壓和反饋電壓相等，因此可以按下式計算轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)以課堂討論為主要講授方式。三、PI調(diào)節(jié)器的實用電路教師提供幾個常用的實際電路，請學(xué)生分析其工作原理和各自的優(yōu)缺點?！?-5調(diào)速系統(tǒng)中檢測環(huán)節(jié)該環(huán)節(jié)由教師提出調(diào)速系統(tǒng)中各檢測環(huán)節(jié)的作用、原理，指定參考書，鼓勵學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)查找相關(guān)學(xué)習(xí)資料，請學(xué)生自學(xué)。第一章作業(yè)1．在電壓負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)下列參數(shù)變化時系統(tǒng)是否有調(diào)節(jié)作用，為什么？1.放大器的放大系數(shù)。2．供電電網(wǎng)電壓。電樞電阻。電動機(jī)勵磁電流。電壓負(fù)反饋系數(shù)。2．在帶電流截止環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)中，如果截止比較電壓發(fā)生變化，對系統(tǒng)的靜特性有什么影響？如果電流反饋電阻大小發(fā)生變化，對靜特性又有什么影響？3．試回答下列問題：1）在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，突減負(fù)載后又進(jìn)入穩(wěn)定運行狀態(tài)，此時晶閘管整流裝置的輸出電壓較之負(fù)載變化前是增加、減少還是不變？差調(diào)速系統(tǒng)中，突加負(fù)載后進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時轉(zhuǎn)速和整流裝置的輸出電壓是增加、減少還是不變？采用PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)對象包含有積分環(huán)節(jié)，突加給定后PI調(diào)節(jié)器沒有飽和，系統(tǒng)到達(dá)穩(wěn)態(tài)前被調(diào)量會出現(xiàn)超調(diào)嗎？4．發(fā)生下列情況，無靜差調(diào)速系統(tǒng)是否會產(chǎn)生偏差？為什么？（12分）①運算放大器產(chǎn)生零漂；②給定電壓由于穩(wěn)壓電源性能不好而不穩(wěn)定；③反饋電容間有漏電電流；④測速發(fā)電機(jī)電壓與轉(zhuǎn)速不是線性關(guān)系。5．在某以調(diào)速系統(tǒng)中，要求調(diào)速范圍1000~100r/min，靜差率S=5%，試問此時允許的靜態(tài)轉(zhuǎn)速降是多少？若開環(huán)靜態(tài)速降是100r/min，則閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)為多大？第二章轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計§2-1轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性教學(xué)目的、要求：讓學(xué)生熟悉掌握轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成特點,閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性特點，目的是有效地解決單閉環(huán)系統(tǒng)存在的問題。重點、難點：雙閉環(huán)系統(tǒng)電路特點、如何實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。主要內(nèi)容：轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其電路特點、閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性、系統(tǒng)各變量的穩(wěn)態(tài)工作點和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算主要例題：系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算思考及作業(yè)：①什么是最佳過渡過程?②轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電路的特點是什么?③PI調(diào)節(jié)器限幅特征？作業(yè)：預(yù)習(xí)§2-2雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)特性的內(nèi)容，下次課組織學(xué)生課堂討論討論主題：①在啟動的第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ階段，ASR、ACR狀態(tài)如何變化？②在第Ⅱ階段，為什么能維持恒加速啟動？③雙閉環(huán)調(diào)速靜特性有什么特點？④在起動的第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ階段，ASR、ACR分別起什么作用？⑤要求撰寫科技論文，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動過程分析§2-1轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性教學(xué)設(shè)計：從單閉環(huán)系統(tǒng)的缺點引出雙環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用逆向思維方式，啟發(fā)學(xué)生思考，讓學(xué)生積極參與到教學(xué)活動中。一、單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)存在的問題

①用一個調(diào)節(jié)器綜合多種信號，各參數(shù)間相互影響，

②環(huán)內(nèi)的任何擾動，只有等到轉(zhuǎn)速出現(xiàn)偏差才能進(jìn)行調(diào)節(jié)，因而轉(zhuǎn)速動態(tài)降落大。

③電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)來限制起動電流，不能充分利用電動機(jī)的過載能力獲得最快的動態(tài)響應(yīng)。

最佳起動過程:在電機(jī)最大電流（轉(zhuǎn)矩）受限制條件下，希望充分利用電機(jī)的允許過載能力，最好是在過渡過程中始終保持電流（轉(zhuǎn)矩）為允許的最大值。

為了獲得近似理想的過渡過程，并克服幾個信號綜合在一個調(diào)節(jié)器輸入端的缺點，最好的辦法就是將主要的被調(diào)量轉(zhuǎn)速與輔助被調(diào)量電流分來加以控制，用兩個調(diào)節(jié)器分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，構(gòu)成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。如何設(shè)計控制框架，讓學(xué)生思考，逐步引出結(jié)構(gòu)圖。二、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)其原理圖和靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖如下圖a和b所示。該節(jié)內(nèi)容用多媒體講授，其中多個環(huán)節(jié)采用FLASH動畫演示。該節(jié)內(nèi)容用多媒體講授，其中多個環(huán)節(jié)采用FLASH動畫演示。電路特點：（1）兩個調(diào)節(jié)器，一環(huán)嵌套一環(huán)；(講解雙環(huán)和單環(huán)的本質(zhì)區(qū)別)（2）兩個PI調(diào)節(jié)器均設(shè)置有限幅；（3）電流檢測采用三相交流電流互感器；（4）電流、轉(zhuǎn)速均實現(xiàn)無靜差。提問：PI調(diào)節(jié)器限幅特征是什么？由于轉(zhuǎn)速與電流調(diào)節(jié)器采用PI調(diào)節(jié)器，所以系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)時，轉(zhuǎn)速和電流均為無靜差。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR輸入無提問：PI調(diào)節(jié)器限幅特征是什么？三、閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性PI調(diào)節(jié)器限幅特征：一旦PI調(diào)節(jié)器限幅（即飽和），其輸出量為恒值，輸入量的變化不再影響輸出，除非有反極性的輸入信號使調(diào)節(jié)器退出飽和；（要用圖來說明此問題，讓學(xué)生理解）即飽和的調(diào)節(jié)器暫時隔斷了輸入和輸出間的關(guān)系，相當(dāng)于使該調(diào)節(jié)器處于斷開。而輸出未達(dá)限幅時，調(diào)節(jié)器才起調(diào)節(jié)作用，使輸入偏差電壓在調(diào)節(jié)過程中趨于零，而在穩(wěn)態(tài)時為零。雙閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性如圖所示特點：1）n0-A

的特點

①ASR不飽和，調(diào)節(jié)硬。②ACR不飽和，隨動或n0為理想空載轉(zhuǎn)速。此時轉(zhuǎn)速n與負(fù)載電流無關(guān)，完全由給定電壓所決定。電流給定有如下關(guān)系因ASR不飽和，，故。n0A這段靜特性從一直延伸到。2）A—B段ASR飽和，ACR不飽和，電流跟隨，起到了過流保護(hù)作用，穩(wěn)態(tài)時有

3）雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性在負(fù)載電流小于Idm時表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無靜差，這時，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起主要調(diào)節(jié)作用。在起動或堵轉(zhuǎn)時，負(fù)載電流達(dá)到Idm后，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和，電流調(diào)節(jié)器起主要調(diào)節(jié)器作用，系統(tǒng)表現(xiàn)為電流無靜差，得到過電流的自動保護(hù)。

強(qiáng)調(diào)說明：雙閉環(huán)系統(tǒng)只能抑制起動或堵轉(zhuǎn)時的過電流，但當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生其他故障引起過電流時，系統(tǒng)不能保護(hù)，需另設(shè)過電流保護(hù)電路。五、系統(tǒng)各變量的穩(wěn)態(tài)工作點和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作時其輸入信號都為零，各變量之間存在以下關(guān)系系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算舉例由以上各關(guān)系可以看出，在穩(wěn)態(tài)工作點上，電機(jī)轉(zhuǎn)速是由給定電壓決定，ASR的輸出量由負(fù)載電流決定，而與轉(zhuǎn)速給定值無關(guān)，ACR的輸出量則同時取決于n和的大小。這些關(guān)系反映了PI調(diào)節(jié)器不同于P調(diào)節(jié)器的特點。比例環(huán)節(jié)的輸出量總是正比于其輸入量，而PI調(diào)節(jié)器則不然，其輸出量的穩(wěn)態(tài)值與輸入無關(guān)，而是由它后面環(huán)節(jié)的需要所決定的。電流、轉(zhuǎn)速反饋系統(tǒng)的確定①可求出反饋系數(shù)：轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)②電流反饋系數(shù)：兩個給定電壓的最大值是受運算放大器的允許輸入電壓限制的。布置下節(jié)課課堂討論題目，分小組進(jìn)行討論，學(xué)生自主上臺講解雙閉環(huán)系統(tǒng)起動過程。§2-2雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)特性教學(xué)目的、要求：必須掌握轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)整個啟動過程，在啟動過程中兩調(diào)節(jié)器的作用,以及啟動特點，閉環(huán)系統(tǒng)的抗擾性能。重點、難點：起動過程分析。主要內(nèi)容：起動過程中兩調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)過程；電機(jī)電流、轉(zhuǎn)速以及控制電壓的變化過程。思考及作業(yè)：①什么是最佳過渡過程?②轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電路的特點是什么?③PI調(diào)節(jié)器限幅特征？③在整個起動過程第一、第二過程中，兩個調(diào)節(jié)器的作用？④在起動過程中，轉(zhuǎn)速一定會超調(diào)嗎？為什么？⑤在起動的第二階段為什么電樞電流能維持最大值基本不變？實現(xiàn)最大力矩起動？⑥系統(tǒng)抗干擾作用。⑦總結(jié)ASR，ACR的作用?！?-2雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)特性教學(xué)設(shè)計：上課后留出15分鐘的時間，讓學(xué)生進(jìn)一步預(yù)習(xí)，然后分組討論上節(jié)課所提出的討論題目。每組推選一名學(xué)生上講臺講解，同組同學(xué)可以補(bǔ)充。最后留出20分鐘時間，老師進(jìn)行評講。通過學(xué)生思考，討論，鍛煉學(xué)生的知識組織能力，與人交流的能力，開發(fā)思維能力，引導(dǎo)他們逐步學(xué)會解決實際問題的能力。（最后老師進(jìn)行總結(jié)）§2-3直流電動機(jī)的雙域控制教學(xué)目的、要求：讓學(xué)生掌握雙域控制的基本原理重點、難點：如何維持電機(jī)弱磁升速過程主要內(nèi)容：基速以上減弱磁場升速過程思考及作業(yè)：①弱磁升速的前提條件是什么？②在弱磁升速的過程中如何維持E不變？③弱磁升速過程中勵磁電流如何變化？②弱磁升速的ASR、ACR狀態(tài)任何改變？§2.3直流電動機(jī)的雙域控制

教學(xué)設(shè)計：先在黑板上講解基本原理，然后用網(wǎng)絡(luò)課件播放動畫過程。最后留出10分鐘時間，讓學(xué)生找出課本上講解的不妥之處并進(jìn)行討論。加深學(xué)生的內(nèi)容的理解，同時激勵學(xué)生積極思考？敢于懷疑，不惟權(quán)威。該環(huán)節(jié)內(nèi)容在電機(jī)與拖動課程中講過，提問和復(fù)習(xí)該環(huán)節(jié)內(nèi)容在電機(jī)與拖動課程中講過，提問和復(fù)習(xí)方式進(jìn)行設(shè)調(diào)速過程中，電流為額定值不變，因此屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，而電動機(jī)輸出功率可見，功率P與轉(zhuǎn)速成正比，低速時，顯然電動機(jī)容量沒有得到充分利用。（2）基速以上減弱磁場升速時，，忽略=定值，若仍維持不變，則電動機(jī)功率保持不變，所以若磁調(diào)速屬于恒功率調(diào)速方式。弱磁調(diào)速的控制規(guī)律是磁通減弱，轉(zhuǎn)速上升，電勢保持不變。這樣的配合控制特性示于下圖中。從圖中可以看出起動時不宜采用弱磁方式，而應(yīng)在額定磁通下升壓起動，才能得到大的起動轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電壓達(dá)到額定值以后，才可減弱磁通繼續(xù)升速。二、雙域控制調(diào)速系統(tǒng)原理教學(xué)設(shè)計思路：講授該部分內(nèi)容時，根據(jù)電路特點：兩套系統(tǒng)，電動機(jī)的電樞電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)和勵磁磁場控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相似，同學(xué)們對前一系統(tǒng)已經(jīng)很熟悉，因此勵磁磁場控制系統(tǒng)講解時，從主回路出發(fā)，由系統(tǒng)控制目標(biāo)出發(fā)一層一層向控制環(huán)遞推，使同學(xué)們熟悉工程設(shè)計思路和分析方法。①電樞電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，是一個典型的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)

②磁場控制系統(tǒng)，具有兩個調(diào)節(jié)環(huán)：電動勢調(diào)節(jié)環(huán)，作為外環(huán)，勵磁電流調(diào)節(jié)環(huán)置于內(nèi)環(huán)。電動勢調(diào)節(jié)器AER和勵磁電流調(diào)節(jié)器AFR一般都采用PI調(diào)節(jié)器。磁場控制系統(tǒng)中為基速電勢給定，它的數(shù)值一般整定為95%Ee，并保持不變。電勢調(diào)節(jié)器AER輸出的限幅值，是作為磁場電流的最大給定值，決定了磁場額定電流的大小，而AER輸出的最小值，則限制了電流的最小數(shù)值。基速以下保持勵磁為額定值，調(diào)電樞電壓升速調(diào)節(jié)過程基速電勢給定整定在95%（或90%）值，電動機(jī)在基速以下的升速起動，為轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動過程。ASR輸出已達(dá)限幅值，維持電動機(jī)電樞電流為最大值，轉(zhuǎn)速以恒加速度上升，整流電壓不斷升高。由于，電動機(jī)反電勢，電勢反饋信號亦小于基速電勢給定，反電勢調(diào)節(jié)器AER輸入偏差信號較大，使AER輸出處于限幅狀態(tài)，即，這相當(dāng)于磁場整流橋VFC輸出額定勵磁電流。這就是滿磁狀態(tài)下變電樞電壓的升速過程。其調(diào)節(jié)過程見圖所示?；僖陨?，保持電動機(jī)反電勢恒定的弱磁升速調(diào)節(jié)過程基速電勢給定整定在95%（或90%）值，當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到大于95%（或90%）時，反電勢反饋信號，電勢調(diào)節(jié)器輸出退飽和，電勢調(diào)節(jié)環(huán)由開環(huán)進(jìn)入閉環(huán)工作，從而使勵磁電流給定值降低，經(jīng)過AFR的調(diào)節(jié)，勵磁電流減小，弱磁升速開始，轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升，反電勢暫時也隨之升高，使勵磁電流和磁通快速下降，根據(jù)公式，由于機(jī)械慣性，轉(zhuǎn)速n來不及變化，所以反電勢就下降，其調(diào)節(jié)過程為該環(huán)節(jié)采用多媒體講授，動畫演示。跟隨基本維持不變，E該環(huán)節(jié)采用多媒體講授，動畫演示。跟隨基本維持不變，E基本不變，則n上升使跟隨基本維持不變（即E基本不變），轉(zhuǎn)速就隨著的下降而不斷上升，但只要實際轉(zhuǎn)速還沒有達(dá)到給定值，既，轉(zhuǎn)速就繼續(xù)上升，直到為止，達(dá)到所需轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運行。這樣，在基速以上盡管轉(zhuǎn)速在上升，但≈，反電動勢維持恒定，所以電樞電壓卻不會再升高，AER和AFR則在維持反電動勢不變的條件下控制勵磁電流。上述分析表明，電動機(jī)由基速以下的調(diào)壓調(diào)速轉(zhuǎn)入基速以上的弱磁升速，是靠反電勢信號的控制而進(jìn)行的。電動機(jī)弱磁升速過程，實質(zhì)是維持電動機(jī)反電勢為恒值的調(diào)節(jié)過程?！?.4調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計方法目的、教學(xué)要求：了解調(diào)節(jié)器工程設(shè)計基本方法和思路重點、難點：系統(tǒng)參數(shù)和性能指標(biāo)的關(guān)系主要內(nèi)容（控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)、典型I型、Ⅱ型系統(tǒng)參數(shù)和性能指標(biāo)的關(guān)系）教學(xué)方式方法（本節(jié)內(nèi)容用多媒體講授）思考：典型I型、Ⅱ型系統(tǒng)參數(shù)和性能指標(biāo)的關(guān)系特點是什么？教學(xué)設(shè)計：先講授直流調(diào)速系統(tǒng)工程設(shè)計的基本原則，基本方法步驟然后要求學(xué)生自行復(fù)習(xí)典型Ⅰ型、Ⅱ型系統(tǒng)的基本特點，以及每種系統(tǒng)的穩(wěn)定性能指標(biāo)和抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系，使學(xué)生逐步熟悉先修課自動控制原理的知識與實際系統(tǒng)相聯(lián)系，鞏固所學(xué)的自動控制系統(tǒng)基本原理，提高學(xué)生的綜合運用所學(xué)知識，獲取工程設(shè)計技能的能力。?！?.5調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計方法目的、教學(xué)要求：了解調(diào)節(jié)器工程設(shè)計中調(diào)節(jié)器最佳整定設(shè)計法基本方法掌握調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇和傳遞函數(shù)的近似處理重點、難點：調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇和傳遞函數(shù)的近似處理主要內(nèi)容（調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇和傳遞函數(shù)的近似處理、調(diào)節(jié)器最佳整定設(shè)計法）教學(xué)方式方法（本節(jié)內(nèi)容用多媒體講授）思考：傳遞函數(shù)的近似處理、最佳整定設(shè)計法的原則是什么？教學(xué)設(shè)計：先講授設(shè)計多環(huán)控制系統(tǒng)的一般原則是：從內(nèi)環(huán)開始，一環(huán)一環(huán)地逐步向外擴(kuò)展。在這里是：先從電流環(huán)人手，首先設(shè)計好電流調(diào)節(jié)器，然后把整個電流環(huán)看作是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一個環(huán)節(jié)，再設(shè)計轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。再以電流調(diào)節(jié)器為主要對象講授調(diào)節(jié)器的設(shè)計步驟和構(gòu)造過程，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計由學(xué)生自學(xué)。課后大作業(yè)：利用Matlab仿真軟件對教材提供的設(shè)計數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真，分析仿真結(jié)果。第三章數(shù)字化直流調(diào)速系統(tǒng)§3.1數(shù)字觸發(fā)器教學(xué)目的、要求：了解數(shù)字控制調(diào)速的基本特點，理解數(shù)字觸發(fā)器的基本工作原理重點、難點：同步配合電路波形分析、移相控制、脈沖寬度控制的實現(xiàn)原理主要內(nèi)容（數(shù)字觸發(fā)器的功能、實現(xiàn)晶閘管相控變流器觸發(fā)脈沖的生成的基本工作原理。）教學(xué)方式方法：（用多媒體講授）思考及作業(yè)：如何實現(xiàn)三相電源的相位判斷教學(xué)設(shè)計：前幾章講述了直流調(diào)速系統(tǒng)的各種調(diào)速方案的原理及參數(shù)設(shè)計。各種調(diào)速方案的控制電路都是由電子器件（如集成運放、門電路等）組成，即是通常所說的模擬控制。上述的各種調(diào)速方案的控制功能也可以全都由微處理器來實現(xiàn)，即采用數(shù)字控制方案。本章內(nèi)容就是要將控制理論與計算機(jī)控制技術(shù)相結(jié)合，講授時，引導(dǎo)學(xué)生了解當(dāng)今信息時代數(shù)字控制系統(tǒng)的應(yīng)用概況，不能局限于書本上的某一單片機(jī)系列指定學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源搜索相關(guān)資料和信息，提高學(xué)生獲取課外知識的能力和綜合分析能力。教師主要利用多媒體講授數(shù)控系統(tǒng)的基本特點，具體應(yīng)用電路，由學(xué)生自學(xué)。數(shù)字控制與模擬控制相比較，有以下特點：①印刷電路板面積小，連線少。產(chǎn)品的生產(chǎn)周期短，調(diào)試時間短，生產(chǎn)效率高。②容易實現(xiàn)復(fù)雜的控制思想，調(diào)速精度高于模擬調(diào)速系統(tǒng)。③可靠性（故障率）及可維護(hù)性（排除故障時間短）高于模擬調(diào)速系統(tǒng)。進(jìn)入20世紀(jì)80年代，用數(shù)字控制代替模擬控制已成為必然趨勢。世界各電氣公司相繼推出全數(shù)字晶閘管調(diào)速系統(tǒng)，例如德國西門子公司的SEMADYND全數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)，英國歐陸公司推出的SSD系列全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)。這些系統(tǒng)均可以實現(xiàn)四象限直流可逆調(diào)速功能，控制思想先進(jìn)，可實現(xiàn)速度、電流的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，且控制程序模塊化，參數(shù)修改方便，生產(chǎn)及調(diào)試周期短。全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)與模擬控制的直流調(diào)速系統(tǒng)相比，控制思想是一樣的，只是用微處理器芯片完成全部的直流調(diào)速系統(tǒng)的功能。數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：數(shù)字觸發(fā)器、數(shù)字調(diào)節(jié)器、邏輯控制電路、輸入輸出通道。多媒體講授多媒體講授數(shù)控系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的硬軟件設(shè)計思想：數(shù)字觸發(fā)器的功能是實現(xiàn)晶閘管相控變流器觸發(fā)脈沖的生成。它包括同步配合電路、移相控制、脈沖寬度控制、雙脈沖形成、脈沖通道控制等環(huán)節(jié)。在模擬觸發(fā)電路中，移相及同步配合控制功能通常是由改變同步電壓UT（與晶閘管承受正弦波電壓相位相關(guān)的正弦波或鋸齒波）與控制電壓Uct相比較的交點來實現(xiàn)的，改變Uct就可以改變控制角。因此，模擬觸發(fā)電路具有電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)試工作量大的特點。數(shù)字觸發(fā)器的移相控制是由同步脈沖信號產(chǎn)生中斷開始的定時器延時控制來實現(xiàn)的。即把欲改變的控制角的大小轉(zhuǎn)變成延時時間常數(shù)的大小。一、同步電路二、移相控制，數(shù)字觸發(fā)器的移相控制是通過同步中斷脈沖開始后的延時控制來實現(xiàn)的。三、觸發(fā)脈沖輸出電路四、可逆整流器的觸發(fā)通道電路第四章可逆調(diào)速系統(tǒng)§4-1V-M系統(tǒng)的可逆線路及工作狀態(tài)教學(xué)目的、要求：了解V-M可逆線路接線形式及各自的優(yōu)缺點、掌握可逆系統(tǒng)中電動機(jī)的工作狀態(tài)、可逆線路中的環(huán)流重點、難點：動態(tài)環(huán)流分析。主要內(nèi)容：（工作制的實現(xiàn)及環(huán)流的控制方法）教學(xué)方式方法（容易理解的內(nèi)容用多媒體講授，如V-M可逆線路接線形式；難點部分教師在黑板上詳細(xì)講解，如：工作制）思考：1.什么是可逆系統(tǒng)？可逆系統(tǒng)有哪幾種接線方式？2.什么是有源逆變？3.什么是環(huán)流以及如何抑制環(huán)流4.電樞反接和磁場反接可逆系統(tǒng)分別有什么優(yōu)缺點？教學(xué)設(shè)計：將電樞反接和磁場反接對比著來講授可逆系統(tǒng)：能改變電動機(jī)轉(zhuǎn)矩方向的系統(tǒng)稱做為可逆系統(tǒng)V-M可逆線路接線形式：電樞可逆、磁場可逆電樞可逆線路該環(huán)節(jié)采用多媒體講授電樞換向可逆線路的形式是多種多樣的，不同的生產(chǎn)機(jī)械可根據(jù)各自的要求去選擇。該環(huán)節(jié)采用多媒體講授1）開關(guān)切換法2）晶閘管反并聯(lián)法采用兩組晶閘管裝置反并聯(lián)的可逆線路。電動機(jī)正轉(zhuǎn)時，由正組晶閘管裝置VF供電；反轉(zhuǎn)時則由反組晶閘管裝置VR供電。正、反向運行時拖動系統(tǒng)分別工作在第一、三兩個象限中，兩組晶閘管分別由兩套觸發(fā)裝置控制，都能靈活地控制電動機(jī)的起、制動和升、降速。2．磁場換向可逆線路電樞反接和磁場反接比較：電樞反接:由于電路中L小，電流反向速度快，但初期投資較大，因兩組反并聯(lián)的晶閘管容量大。磁場反接:由于磁場回路中L大，電流反向速度慢，并在反向時要右強(qiáng)迫勵磁，控制復(fù)雜。但初期投資小，因兩組反并聯(lián)的晶閘管容量小。因此勵磁換向的方案只適用對快速性要求不高，正、反轉(zhuǎn)不太頻繁的大容量可逆系統(tǒng)，例如卷揚機(jī)，電力機(jī)車等。反并聯(lián)聯(lián)接與交叉聯(lián)接的區(qū)別：兩組晶閘管裝置反極性并聯(lián)的可逆線路有兩種接線方式，兩種接線方式的區(qū)別為：反并聯(lián)線路中，兩組晶閘管的電源是共同的，而交叉連接的兩組整流裝置的供電電源是彼此獨立的兩個電源，或者是一臺整流變壓器有兩套二次繞組。兩個電源可以同相，也可以反相，或相差，這樣在大容量系統(tǒng)中可實現(xiàn)多相整流，以減少整流裝置對電網(wǎng)畸變的影響。②反并聯(lián)連接的可逆線路中，有兩條環(huán)流回路，需4個限制環(huán)流的電抗器；交叉連接的可逆線路，只有一條環(huán)流回路，所以只需要兩只限制環(huán)流的電抗器。二、晶閘管-電動機(jī)系統(tǒng)的可逆工作狀態(tài)（該部分內(nèi)容在電力電子技術(shù)課程中已學(xué)過，簡單復(fù)習(xí)，提出有源逆變的概念及有源逆變的條件，）為了防止逆變逆變失?。孀冾嵏玻┈F(xiàn)象，不能讓角太小，而應(yīng)對其最小值留有余量，一般取左右，應(yīng)在控制電路中設(shè)法加以限制，稱作保護(hù)。即使是不可逆系統(tǒng)，電動機(jī)并不要求反轉(zhuǎn)，只要是需要快速回饋制動，也應(yīng)有兩組反并聯(lián)（或交叉連接）的晶閘管裝置，正組作為整流供電，反組提供逆變制動課后復(fù)習(xí)：請學(xué)生分析提升重物過程中位勢能和電能等能量的轉(zhuǎn)化特點。以及四象限運行，為可逆系統(tǒng)制動過程分析做準(zhǔn)備?！?.2晶閘管可逆線路中的環(huán)流教學(xué)設(shè)計：該環(huán)節(jié)主要以多媒體方法講授。控制系統(tǒng)原理圖采用啟發(fā)式，逆向式手段，讓學(xué)生積極思考，自己設(shè)計原理框圖。一、環(huán)流及其種類所謂環(huán)流，是指不流過電動機(jī)或其他負(fù)載，而直接在兩組晶閘管之間流通的短路電流。環(huán)流的優(yōu)缺點：缺點：加重晶閘管和變壓器的負(fù)擔(dān)、消耗無用的功率，環(huán)流太大時甚至?xí)?dǎo)致晶閘管損壞。優(yōu)點：避免電流斷續(xù)，可以利用環(huán)流作為流過晶閘管的基本負(fù)載電流，即使在電動機(jī)空載或輕載時也可使晶閘管裝置工作在電流連續(xù)區(qū)，避免了電流斷續(xù)引起的非線性現(xiàn)象對系統(tǒng)靜、動態(tài)性能的影響；在可逆系統(tǒng)中存在少量環(huán)流，可以保證電流的無間斷反向，加快反向時的過渡過程，環(huán)流可以分為兩大類：⒈靜態(tài)環(huán)流當(dāng)晶閘管整流裝置在某一觸發(fā)角下穩(wěn)定工作時，系統(tǒng)中所出現(xiàn)的環(huán)流叫做靜態(tài)環(huán)流。靜態(tài)環(huán)流又可分兩種：⑴直流平均環(huán)流：即環(huán)流電壓有正向直流分量的環(huán)流。⑵瞬時脈動環(huán)流：又稱交流環(huán)流，即環(huán)流電壓沒有正向（晶閘管導(dǎo)電方向）直流分量的環(huán)流環(huán)流。⒉動態(tài)環(huán)流——穩(wěn)態(tài)運行時并不存在，只有當(dāng)系統(tǒng)由一種工作狀態(tài)過渡到另一種工作狀態(tài)時才出現(xiàn)的環(huán)流。以三相半波反并聯(lián)線路為例來說明環(huán)流產(chǎn)生的原因，對有關(guān)環(huán)流問題進(jìn)行分析，在黑板上講解以三相半波反并聯(lián)線路為例來說明環(huán)流產(chǎn)生的原因，對有關(guān)環(huán)流問題進(jìn)行分析，在黑板上講解反并聯(lián)線路中的靜態(tài)環(huán)流⒈靜態(tài)環(huán)流抑制直流環(huán)流的措施：對兩組晶閘管裝置進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂疲埂?，這樣兩組之間的直流電壓差就等于零或者反向直流環(huán)流就不會產(chǎn)生。若VF的控制角＜，其輸出平均電壓，而VR的控制角＞，（即逆變角），其輸出平均電壓，，極性與相反。當(dāng)≤時既直流環(huán)流被消除。由上式可得≥在任何情況下，都能保證和之間的上述配合關(guān)系的控制方式叫做配合控制。最典型的配合控制是使=，即，一般稱為工作制配合控制。該環(huán)節(jié)采用黑板講授以三相零式反并聯(lián)可逆線路當(dāng)（即）時的情況來講解脈動環(huán)流該環(huán)節(jié)采用黑板講授抑制瞬時脈動環(huán)流的辦法是在環(huán)流回路中串入電抗器，叫做環(huán)流電抗器或稱均衡電抗器（圖中的和），一般要求瞬時脈動環(huán)流中的直流分量限制在負(fù)載額定電流的5％～10％之間。詳細(xì)講解環(huán)流電抗器的設(shè)置原則。二、工作制的實現(xiàn)及環(huán)流的控制方法（注意引導(dǎo)學(xué)生參與思考）配合工作制的可逆線路的特點：它用同一個控制電壓去控制兩組觸發(fā)裝置，正組觸發(fā)裝置GTF由直接控制，而反組觸發(fā)裝置GTR由控制，，是經(jīng)過放大系數(shù)為-1的反號器AR后得到的。使α始終與β相等，兩組晶閘管輸出電壓相等。在增大移相過程中，始終保持了，實現(xiàn)工作制。為了防止晶閘管在逆變狀態(tài)工作時因逆變角太小，發(fā)生換流失敗，出現(xiàn)“逆變顛覆”現(xiàn)象，必須在控制電路中設(shè)有限制最小逆變角的保護(hù)環(huán)節(jié)。為了嚴(yán)格保持配合控制，對也要加以限制，限幅值可限制。若將兩組觸發(fā)器零位都整定得大于，即，如圖所示，則對于任意的總滿足。這種工作狀態(tài)，稱為工作制。此時整流組的平均電壓總小于逆變組的平均電壓，從而使環(huán)流電壓具有反向直流成分，故不會產(chǎn)生直流環(huán)流，而且反向環(huán)流電壓還有抑制脈動環(huán)流的作用。由以上分析可知，只要實行了配合控制，就能保證消除直流平均環(huán)流。一般來說，應(yīng)該盡量避免直流平均環(huán)流，但是只要控制得恰到好處，有少量直流平均環(huán)流并不可怕，如前所述，它還能起到改善系統(tǒng)靜、動態(tài)性能的作用?！?.3有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)目的、教學(xué)要求：理解并掌握有環(huán)流可逆系統(tǒng)正向制動過程重點、難點：工作制配合控制有環(huán)流可逆系統(tǒng)正向制動各階段中各處電位的極性和能量流向主要內(nèi)容：（工作制配合控制有環(huán)流可逆系統(tǒng)正向制動各階段分析）思考：①什么是自然環(huán)流系統(tǒng)？②自然環(huán)流系統(tǒng)制動過程分哪幾個階段？③本橋逆變階段的特點是什么？④它橋逆變的特點是什么？⑤在它橋逆變階段，能維持電流近似最大的原因是什么？⑥在制動過程中的各個階段，ASR、ACR的狀態(tài)如何變化？教學(xué)設(shè)計：在講解制動過程中，注意引導(dǎo)學(xué)生積極思考，讓學(xué)生參與到教學(xué)過程中，引出學(xué)生的興趣，否則因過程分析復(fù)雜，時間較長，學(xué)生容易分散精力，此時必須采用黑板講授。一、配合控制的有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)多媒體講授有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)（自然環(huán)流系統(tǒng)）的概念。多媒體講授系統(tǒng)的組成有以下特點：⑴主電路采用兩組晶閘管反并聯(lián)連接（也可采用交叉連接），因為有二條并聯(lián)的環(huán)流通路，所以要用四個環(huán)流電抗器。由于環(huán)流電抗器流過較大的負(fù)載電流飽和。因此在電樞回路中還要另設(shè)一個體積較大的平波電抗器。⑵控制線路采用典型的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，ASR、ACR都設(shè)置了雙向輸出限幅，限制。Uct=-Uct滿足α=β。⑶給定電壓應(yīng)有正負(fù)極性，由繼電器KF和KR來切換。⑷可逆，所以轉(zhuǎn)速和電流方向可變，轉(zhuǎn)速和電流檢測也要反映相應(yīng)極性。二、制動過程分析該環(huán)節(jié)的內(nèi)容是本課的重點和難點之一，為更好地理解和掌握本節(jié)內(nèi)容，教師先簡要復(fù)習(xí)四象限運行分析方法，突出對能量轉(zhuǎn)換的掌握再進(jìn)行正向制動過程分析。教師先用多媒體講授，再在黑板上詳細(xì)講解正向制動各階段中各處電位的極性和能量流向分析整個正向制動過程可按電流方向的不同分成兩個主要階段。本組逆變階段、它組制動階段。（一）本組逆變階段穩(wěn)定運行時停車：由電感釋放的磁場能量維持正向電流，由于在這一階段中投入逆變工作的仍是原來處于整流狀態(tài)工作的一組裝置，所以稱作本組逆變階段。由于電流的迅速下降，這個階段所占時間很短，轉(zhuǎn)速來不及產(chǎn)生明顯的變化，其波形圖繪于圖中本組逆變階段標(biāo)作階段Ⅰ。該階段的調(diào)節(jié)過程及各處極性的變化如下：（二）它組制動階段當(dāng)主回路電流下降過零時，本組逆變終止，轉(zhuǎn)到反組工作。從這時起，直到制動過程結(jié)束，稱為它組制動階段。它組制動過程中能量流向的變化要復(fù)雜一些，又可分成下述三個子階段，在圖中的波形圖中分別標(biāo)以Ⅱ1、Ⅱ2和Ⅱ3。1．它組建流子階段（Ⅱ1）當(dāng)過零并反向，直到達(dá)到-前，為負(fù)，但其數(shù)值小于，＞0，因此ACR仍處于飽和狀態(tài)，其輸出電壓仍為，和都和本組逆變階段一樣。但由于的數(shù)值略減，使反組由待整流進(jìn)入整流，在整流電壓和電動機(jī)反電動勢的共同作用下，反向電流很快增長，電動處于反接制動狀態(tài)，開始減速。在這個子階段中，將交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔埽瑫r電動機(jī)也將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，除去電阻上消耗的電能外，大部分轉(zhuǎn)變成磁能儲存在電感中，圖中繪出這一階段各處電位極性和能量流向。該階段的各處極性變化及調(diào)節(jié)過程如下：

2．它組逆變子階段（Ⅱ2）3．反向減流子階段（Ⅱ3）在它組逆變階段中，電壓、、反電動勢和轉(zhuǎn)速這幾個量是同步線性衰減的（見圖3-17），由于一直下降所以總能保持，并能維持-基本恒定。當(dāng)。仍繼續(xù)下降，這時就無法維持-不變了，于是電流立即衰減，開始了反向減流子階段。正向制動到反向運行沒有任何間斷或死區(qū)，這是有環(huán)流可逆系統(tǒng)的突出優(yōu)點，對于要求快速正反轉(zhuǎn)的系統(tǒng)特別合適。其缺點是需要添置環(huán)流電抗器，而且晶閘管等元件都要負(fù)擔(dān)負(fù)載電流加上環(huán)流，因此只使用于中、小容量的系統(tǒng)。§4.4邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)目的、教學(xué)要求：掌握無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的組成和工作原理，DLC的作用重點、難點：無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的組成和工作原理主要內(nèi)容：邏輯控制的無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的組成和工作原理、可逆系統(tǒng)對無環(huán)流邏輯控制器的要求思考：1.無環(huán)流邏輯控制器的設(shè)計思路是什么？2.封鎖延時和開放延時3.DLC的輸入信號是什么信號，為什么取這樣的信號？4.是否可以把封鎖延時時間和開放延時時間整和成一個延時時間常數(shù)，該時間為上述兩時間常數(shù)之和常數(shù)？教學(xué)設(shè)計：先用多媒體講授，再在黑板上詳細(xì)講解,注意在講解整個電路時，利用前面所學(xué)知識，利用逆向式教學(xué)方法，先根據(jù)四象限運行分析四象限運行時轉(zhuǎn)矩極性的特點，和本橋逆變的特點得出DLC應(yīng)檢測什么信號，該信號如何檢測，電路如何設(shè)計？等等利用這樣逆向的方式，一步步引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計出電路，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和解決實際問題的能力。有環(huán)流系統(tǒng)優(yōu)點：反向快、過渡平滑；缺點：必需設(shè)置幾個環(huán)流電抗器，增加了設(shè)備投資。對系統(tǒng)過渡特性的平滑性要求不高時，常采用既沒有直流平均環(huán)流又沒有瞬時脈動環(huán)流的無環(huán)流可逆系統(tǒng)。邏輯無環(huán)流設(shè)計思路：當(dāng)一組晶閘管工作時，用邏輯電路封鎖另一組晶閘管的觸發(fā)脈沖，使它完全處于阻斷狀態(tài)，確保兩組閘管不同時工作，從根本上切斷了環(huán)流的通路，這就是邏輯控制的無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)。一、邏輯控制的無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的組成和工作原理邏輯控制的無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成有如下特點：（通過啟發(fā)式讓學(xué)生自行設(shè)計電路）多媒體講授⒈主電路為兩組晶閘管裝置反并聯(lián)線路，因無環(huán)流，所以無環(huán)流電抗器，但為了保證穩(wěn)定運行時電流波形的連續(xù)，有平波電抗器。多媒體講授⒉控制線路采用典型的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，設(shè)兩個電流調(diào)節(jié)器，1ACR用來控制正組觸發(fā)裝置GTF，2ACR控制反組觸發(fā)裝置GTR，1ACR的給定信號經(jīng)反號器AR作為2ACR的給定信號，這樣可使電流反饋信號的極性在正、反轉(zhuǎn)時都不必改變，從而可采用不反映極性的電流檢測器。⒊設(shè)置了無環(huán)流邏輯控制器DLC。判斷哪一組觸發(fā)電路工作，這是系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，確保主電路沒有產(chǎn)生環(huán)流的可能。觸發(fā)脈沖的零位仍整定在，工作時移相方法仍和工作制一樣，只是用了DLC來控制兩組觸發(fā)脈沖的封鎖和開放。下面著重分析無環(huán)流邏輯控制器。二、可逆系統(tǒng)對無環(huán)流邏輯控制器的要求無環(huán)流邏輯控制器的任務(wù)：在正組晶閘管VF工作時封鎖反組脈沖，在反組晶閘管VR工作時封鎖正組脈沖。通常采用數(shù)字邏輯電路，使其輸出信號和以“0”和“1”的數(shù)字信號形式來執(zhí)行兩種封鎖與開放的作用，“0’表示封鎖，“1”表示開放，二者不能同時為“1”，以確保兩組不會同時開放。思考：應(yīng)該根據(jù)什么信息來指揮邏輯控制器動作呢？總結(jié)四象限時兩組變流器工作狀態(tài)，在各象限的極性如下：Ⅰ正向遠(yuǎn)行，開放VF、封鎖VRⅡ正向制動，封鎖VF、開放VRⅢ反向運行，封鎖VF、開放VRⅣ反向制動，開放VF封鎖VR反轉(zhuǎn)運行和正轉(zhuǎn)制動（或減速）的共同特征是：電動機(jī)產(chǎn)生負(fù)的轉(zhuǎn)矩、在勵磁恒定時，也就是要求有負(fù)的電流，而在這兩種狀態(tài)下的極性均為正。而正向運行和反向制動的特征是：要求電動機(jī)產(chǎn)生正的轉(zhuǎn)矩，也就是要求有正的電流，而在這兩種狀態(tài)下的極性均為負(fù)。所以的極性恰好反映了系統(tǒng)要產(chǎn)生負(fù)或正轉(zhuǎn)矩（電流）的意圖，可以用作邏輯切換的指令信號。讓學(xué)生思考只有作為切換指令信號可以嗎？提出電流不過0時產(chǎn)生的問題引出零電流判斷，然而，僅用電流給定信號去控制DLC還是不夠的。引出延時概念，封鎖延時和開放延時封鎖延時—從發(fā)出切換指令到真正封鎖掉原來工作的那組脈沖之間應(yīng)該留出來的等待時間。開放延時—從封鎖原工作組脈沖到開放另一組脈沖之間的等待時間。最后，在DLC中還必須設(shè)置聯(lián)鎖保護(hù)電路，使其輸出信號和不可能同時出現(xiàn)“1”，以確保兩組晶閘管的觸發(fā)脈沖不可能同時開放。綜上所述，對無環(huán)流邏輯控制器的要求可歸納如下：（1）由電流給定信號的極性和零電流檢測信號共同發(fā)出邏輯切換指令。當(dāng)改變極性，且零電流檢測器發(fā)出“零電流”信號時，允許封鎖原工作組，開放另一組。（2）發(fā)出切換指令后，須經(jīng)過封鎖延時時間。才能封鎖原導(dǎo)通組脈沖；再經(jīng)過開放延時時間后，才能開放另一組脈沖。（3）無論在任何情況下，兩組晶閘管絕對不允許同時加觸發(fā)脈沖，當(dāng)一組工作時，另一組的觸發(fā)脈沖必須被封鎖住。§4.5邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)目的、教學(xué)要求：掌握DLC各環(huán)節(jié)電路的工作原理重點、難點：邏輯電路、延時電路的實現(xiàn)主要內(nèi)容（無環(huán)流邏輯控制器的實現(xiàn)）教學(xué)方式方法（用多媒體講授）思考：①延時電路能否采用其它形式？②電平檢測器的原理還可用在你所學(xué)的什么環(huán)節(jié)中？教學(xué)設(shè)計：該環(huán)節(jié)主要向?qū)W生介紹無環(huán)流邏輯控制器各模塊的功能作用，具體的實現(xiàn)由學(xué)生根據(jù)先修課程的知識，自行設(shè)計。三、無環(huán)流邏輯控制器的實現(xiàn)1．電平檢測器電平檢測的任務(wù)：將控制系統(tǒng)中的模擬量轉(zhuǎn)換成“1”或“0從結(jié)構(gòu)圖可得電平檢測器的閉環(huán)放大倍數(shù)2．邏輯判斷電路邏輯判斷的任務(wù)是根據(jù)兩個電平檢測器的輸出信號和經(jīng)運算后，正確地發(fā)出切換信號和（即封鎖原來工作組的脈沖、開放另一組脈沖的指令信號）。和和均有“1”和“0”兩種狀態(tài)，究竟用“1”態(tài)還是“O”態(tài)表示封鎖觸發(fā)脈沖，取決于觸發(fā)電路的結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)假定該指令信號為“1”態(tài)時開放脈沖，“0”態(tài)時封鎖脈沖。輸人信號：轉(zhuǎn)矩極性鑒別，，即=-時，=“1”；，即=+時，＝“0”。零電流檢測，有電流時，=“0”；電流為零，＝“1”。輸出信號：封鎖正組脈沖，＝“0”；開放正組脈沖，=“1”；封鎖反組脈沖，=“0”；開放反組脈沖，=“1”。根據(jù)可逆系統(tǒng)電動機(jī)運行狀態(tài)的情況，列出邏輯判斷電路各量之間的邏輯關(guān)系，根據(jù)這些關(guān)系，寫出其真值表，設(shè)計出延時電路如圖所示。3．延時電路在邏輯判斷電路發(fā)出切換指令、之后，必須經(jīng)過封鎖延時和開放延時，才能執(zhí)行切換指令，因此，無環(huán)流邏輯控制器中必須設(shè)置相應(yīng)的延時電路。即由“0”變“1”而無延時。4．聯(lián)鎖保護(hù)電路在正常工作時，邏輯判斷與延時電路的兩個輸出和總是一個為“1”態(tài)而另一個為“0”態(tài)。一旦電路發(fā)生故障，兩個輸出和如果同時為“1”態(tài)，將造成兩組晶閘管同時開放而導(dǎo)致電源短路。為了避免這種事故，在無環(huán)流邏輯控制器的最后部分設(shè)置了多“1”聯(lián)鎖保護(hù)電路，，其工作原理同學(xué)可自行分析。都拉到“0”，使兩組脈沖同時封鎖。這樣就可避免兩組晶閘管同時處于整流狀態(tài)而造成短路的事故。習(xí)題課（1學(xué)時）第五章閉環(huán)控制的異步電動機(jī)變壓調(diào)速系統(tǒng)§5.1交流調(diào)壓調(diào)速及繞線型轉(zhuǎn)子斬波調(diào)速系統(tǒng)——轉(zhuǎn)差功率消耗型的調(diào)速系統(tǒng)目的、教學(xué)要求：掌握交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)組成及工作原理重點、難點：調(diào)壓調(diào)速的特性分析主要內(nèi)容：交流調(diào)壓調(diào)速特性及組成，動態(tài)結(jié)構(gòu)圖教學(xué)設(shè)計：該節(jié)內(nèi)容主要采用多媒體方式講解，動態(tài)結(jié)構(gòu)圖主要講解推導(dǎo)思路。一、異步電動機(jī)變壓調(diào)速電路下面把常見的交流調(diào)壓器簡要復(fù)習(xí)一下Y形接法△形接法交流變壓調(diào)速系統(tǒng)可控電源利用晶閘管交流調(diào)壓器變壓調(diào)速2）TVC——雙向晶閘管交流調(diào)壓器可逆和制動控制電路結(jié)構(gòu)：采用晶閘管反并聯(lián)供電方式，實現(xiàn)異步電動機(jī)可逆和制動。圖7-2采用晶閘管反并聯(lián)的異步電動機(jī)可逆和制動電路反向運行方式圖7-2所示為采用晶閘管反并聯(lián)的異步電動機(jī)可逆和制動電路，其中，晶閘管1~6控制電動機(jī)正轉(zhuǎn)運行，反轉(zhuǎn)時，可由晶閘管1，4和7~10提供逆相序電源，同時也可用于反接制動。制動運行方式當(dāng)需要能耗制動時，可以根據(jù)制動電路的要求選擇某幾個晶閘管不對稱地工作，例如讓1，2，6三個器件導(dǎo)通，其余均關(guān)斷，就可使定子繞組中流過半波直流電流，對旋轉(zhuǎn)著的電動機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生制動作用。必要時，還可以在制動電路中串入電阻以限制制動電流。二、異步電動機(jī)改變電壓時的機(jī)械特性異步電機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路示于圖7-3。解釋各個參數(shù)的物理意義解釋各個參數(shù)的物理意義圖7-3異步電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路由圖可以導(dǎo)出式中在一般情況下，Lm>>Ll1，則，C1?1這相當(dāng)于將上述假定條件的第③條改為忽略鐵損和勵磁電流。這樣，電流公式可簡化成轉(zhuǎn)矩公式令:電磁功率Pm=3Ir'2Rr'/s同步機(jī)械角轉(zhuǎn)速wm1=w1/np式中np—極對數(shù)，則異步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為（7-3）式（7-3）就是異步電機(jī)的機(jī)械特性方程式。當(dāng)轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)差率一定時，當(dāng)轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)差率一定時，電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比。這樣，不同電壓下的機(jī)械特性便如圖7-4所示，圖中，UsN表示額定定子電壓。異步電動機(jī)機(jī)械特性圖7-7異步電動機(jī)在不同電壓下的機(jī)械特性最大轉(zhuǎn)矩公式將式（7-3）對s求導(dǎo)，并令dTe/ds=0，可求出對應(yīng)于最大轉(zhuǎn)矩時的靜差率和最大轉(zhuǎn)矩-（7-4）（7-5）由圖7-7可見，帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載工作時，普通籠型異步電機(jī)變電壓時的穩(wěn)定工作點為A、B、C，轉(zhuǎn)差率s的變化范圍不超過0~sm，調(diào)速范圍有限。如果帶風(fēng)機(jī)類負(fù)載運行，則工作點為D、E、F，調(diào)速范圍可以大一些。為了能在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載下擴(kuò)大調(diào)速范圍，并使電機(jī)能在較低轉(zhuǎn)速下運行而不致過熱，就要求電機(jī)轉(zhuǎn)子有較高的電阻值。帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時的變壓調(diào)速范圍增大了，堵轉(zhuǎn)工作也不致燒壞電機(jī)，這種電機(jī)又稱作交流力矩電機(jī)。圖7-8高轉(zhuǎn)子電阻電動機(jī)（交流力矩電動機(jī)）在不同電壓下的機(jī)械特性三、閉環(huán)控制的變壓調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性系統(tǒng)組成圖7-9a原理圖圖7-9b閉環(huán)控制變壓調(diào)速系統(tǒng)的靜特性仿照直流調(diào)速系統(tǒng)靜特性方法進(jìn)行分析仿照直流調(diào)速系統(tǒng)靜特性方法進(jìn)行分析當(dāng)系統(tǒng)帶負(fù)載在A點運行時，如果負(fù)載增大引起轉(zhuǎn)速下降，反饋控制作用能提高定子電壓，從而在右邊一條機(jī)械特性上找到新的工作點A′。同理，當(dāng)負(fù)載降低時，會在左邊一條特性上得到定子電壓低一些的工作點A′′。按照反饋控制規(guī)律，將A′、A、A′′連接起來便是閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性。盡管異步電機(jī)的開環(huán)機(jī)械特性和直流電機(jī)的開環(huán)特性差別很大，但是在不同電壓的開環(huán)機(jī)械特性上各取一個相應(yīng)的工作點，連接起來便得到閉環(huán)系統(tǒng)靜特性，這樣的分析方法對兩種電機(jī)是完全一致的。盡管異步力矩電機(jī)的機(jī)械特性很軟，但由系統(tǒng)放大系數(shù)決定的閉環(huán)系統(tǒng)靜特性卻可以很硬。如果采用PI調(diào)節(jié)器，照樣可以做到無靜差。改變給定信號，則靜特性平行地上下移動，達(dá)到調(diào)速的目的。在結(jié)構(gòu)圖中解釋各符號的含義。異步電機(jī)閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)不同于直流電機(jī)閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的地方是：靜特性左右兩邊都有極限，不能無限延長，它們是額定電壓UsN下的機(jī)械特性和最小輸出電壓Usmin在結(jié)構(gòu)圖中解釋各符號的含義。2.系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)框圖圖7-10異步電機(jī)閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)框圖穩(wěn)態(tài)時Un*=Un=anTe=TL根據(jù)負(fù)載需要的n和TL可計算出或用機(jī)械特性圖解法求出所需的Us以及相應(yīng)的Uc。四、閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的近似動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖對系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)分析和設(shè)計時，須先繪出動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖。由圖7-10的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖可以得到動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖，如圖7-11所示。其中有些環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)可以直接寫出來，只有異步電機(jī)傳遞函數(shù)的推導(dǎo)須費一番周折。圖7-11異步電動機(jī)閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR常用PI調(diào)節(jié)器，用以消除靜差并改善動態(tài)性能，其傳遞函數(shù)為晶閘管交流調(diào)壓器和觸發(fā)裝置傳遞函數(shù)可寫成其近似條件是對于三相全波Y聯(lián)結(jié)調(diào)壓電路，可取Ts=3.3ms，對其他型式的調(diào)壓電路則須另行考慮。測速反饋環(huán)節(jié)考慮到反饋濾波作用，測速反饋環(huán)節(jié)FBS的傳遞函數(shù)可寫成異步電機(jī)近似的傳遞函數(shù)異步電機(jī)的動態(tài)過程是由一組非線性微分方程描述的。用穩(wěn)態(tài)工作點附近的微偏線性化方法求出一種近似的傳遞函數(shù)。（1）異步電機(jī)近似的線性機(jī)械特性由式（5-3）已知電磁轉(zhuǎn)矩為當(dāng)s很小時，可以認(rèn)為且后者相當(dāng)于忽略異步電機(jī)的漏感電磁慣性。在此條件下（5-6）這是在上述條件下異步電機(jī)近似的線性機(jī)械特性。（2）穩(wěn)態(tài)工作點計算設(shè)A為近似線性機(jī)械特性上的一個穩(wěn)態(tài)工作點，則在A點上（5-7）在A點附近有微小偏差時，Te=TeA+DTe，Us=UsA+DUs，而s=sA+Ds，代入式（5-6）得（3）微偏線性化將上式展開，并忽略兩個和兩個以上微偏量的乘積，則從式（5-8）中減去式（5-7），得（5-9）已知轉(zhuǎn)差率，其中w1是同步角轉(zhuǎn)速，w是轉(zhuǎn)子角轉(zhuǎn)速，則將式（5-10）代入式（5-9），得式（5-11）就是在穩(wěn)態(tài)工作點附近微偏量DTe與DUs和Dw間的關(guān)系。帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時電力拖動系統(tǒng)的運動方程式為按上面相同的方法處理，可得在穩(wěn)態(tài)工作點A附近的微偏量運動方程式為5-12將式（5-11）和（5-12）的微偏量關(guān)系畫在一起，即得異步電機(jī)在忽略電磁慣性時的微偏線性化動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如圖5-9所示。如果只考慮DU1到Dw之間的傳遞函數(shù)，可先取DTL=0，圖5-9中小閉環(huán)傳遞函數(shù)可變換成（4）近似動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖圖7-12忽略電磁慣性時異步電機(jī)微偏線性化的近似動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖（5）異步電機(jī)的近似線性化傳遞函數(shù)于是，異步電機(jī)的近似線性化傳遞函數(shù)為式中KMA—異步電機(jī)的傳遞系數(shù)，Tm—異步電機(jī)拖動系統(tǒng)的機(jī)電時間常數(shù)，由于忽略了電磁慣性，只剩下同軸旋轉(zhuǎn)體的機(jī)電慣性，異步電機(jī)便近似成一個線性的一階慣性環(huán)節(jié)，即(5-13)注意：1.由于它是偏微線性化模型，只能用于機(jī)械特性線性段上工作點附近的穩(wěn)定性判別和動態(tài)校正，不適用于起制動時轉(zhuǎn)速大范圍變化的動態(tài)響應(yīng)。2.由于它完全忽略了電磁慣性，分析與計算有很大的近似性。把得到的四個傳遞函數(shù)式寫入圖7-11中各方框內(nèi)，即得異步電機(jī)變壓調(diào)速系統(tǒng)微偏線性化的注意：1.由于它是偏微線性化模型，只能用于機(jī)械特性線性段上工作點附近的穩(wěn)定性判別和動態(tài)校正，不適用于起制動時轉(zhuǎn)速大范圍變化的動態(tài)響應(yīng)。2.由于它完全忽略了電磁慣性，分析與計算有很大的近似性。交流異步電動機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)本章主要問題：在變頻調(diào)速中變頻時為什么要保持壓頻比恒定？交-直-交電壓源型變頻器調(diào)壓、調(diào)頻的有哪幾種電路結(jié)構(gòu),并說明各種電壓結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點。SPWM控制的思想是什么?什么是1800導(dǎo)通型變頻器？什么是1200導(dǎo)通型變頻器？電壓、頻率協(xié)調(diào)控制有幾種控制方式，各有哪些特點？在轉(zhuǎn)速開環(huán)恒壓頻比控制系統(tǒng)中，絕對值單元GAB的作用？函數(shù)發(fā)生器GFC的作用？如何控制轉(zhuǎn)速正反轉(zhuǎn)。總結(jié)恒、恒、恒三種控制方式的特點?！?-1交流調(diào)速的基本類型要求：掌握交流調(diào)速哪幾種基本類型有以及各種調(diào)速方法的特點。目的：能根據(jù)不同應(yīng)用場合選擇出相應(yīng)的調(diào)速方式。重點、難點：變頻調(diào)速時基頻以下和基頻以上調(diào)速的特點主要內(nèi)容（交流調(diào)速的基本類型、變頻調(diào)速的基本要求）思考：1.交流異步電動機(jī)調(diào)速的方式有哪幾種？并寫出各方式的優(yōu)缺點？2.在變頻調(diào)速中變頻時為什么要保持壓頻比恒定？教學(xué)設(shè)計：交流調(diào)速的基本類型采用多媒體課件講授，用大量的實例，說明幾種類型的應(yīng)用場合。復(fù)習(xí)感應(yīng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速表達(dá)式：異步電動機(jī)調(diào)速方法：§6-2變頻調(diào)速的構(gòu)成及基本要求目的、教學(xué)要求：掌握變頻調(diào)速時基頻以下和基頻以上調(diào)速的特點重點、難點：變頻調(diào)速時基頻以下和基頻以上調(diào)速的特點主要內(nèi)容（變頻調(diào)速的基本要求）思考：在變頻調(diào)速中變頻時為什么要保持壓頻比恒定？教學(xué)設(shè)計：教師從交流異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理出發(fā)，利用多媒體課件講解。一、變頻調(diào)速的基本要求下面我們首先從磁通的作用與特點出發(fā)，分析變頻調(diào)速的基本原理。眾所周知，三相異步電動機(jī)，定子每相電動勢的有效值是：則結(jié)論：為了保持不變，在改變電源頻率的同時，必須按比例改變感應(yīng)電動勢，才能有效地利用鐵心。基頻以下調(diào)速由上式可知，要保持不變，使如果頻率不是很低的話，定子的阻抗壓降是很小的，所以，一般近似認(rèn)為則這就是恒壓頻比控制方式的來由，那么如果頻率很低的話，阻抗壓降不能忽略的情況下，又會出現(xiàn)什么情況呢？低頻時，U1和都較小，這時，可以人為地把電壓抬高一些，以便近似地補(bǔ)償定子壓降。帶定子壓降補(bǔ)償?shù)暮銐侯l比控制特性示于下圖的b線，無補(bǔ)償?shù)目刂铺匦詣t為a線。2．基頻以上調(diào)速當(dāng)外加電源的頻率超過電動機(jī)的額定頻率時，即基頻以上，電壓不能上升，保持氣隙磁通近似恒定，電壓恒定而頻率增加時，將迫使磁通與頻率成反比例減小，為恒功率調(diào)速，弱磁升速。結(jié)論：V/F控制必須是改變頻率的同時，改變逆變器的輸出電壓，才能保證調(diào)速電機(jī)的效率、功率因數(shù)不下降。應(yīng)用場合上：V/F控制比較簡單，多用于通用型變頻器、風(fēng)機(jī)泵類的節(jié)能、生產(chǎn)流水線的工作臺傳動、空調(diào)和家電等?！?-3靜止式變頻裝置簡介目的、教學(xué)要求：了解間接變頻裝置構(gòu)成及控制方式，掌握電壓源和電流源交-直-交變頻器主要特點、交-直-交電壓源變頻器工作原理重點、難點：交-直-交電壓源變頻器工作原理、及其輸出電壓波形分析主要內(nèi)容：間接變頻裝置構(gòu)成及控制方式，掌握電壓源和電流源交-直-交變頻器主要特點、交-直-交電壓源變頻器工作原理。思考及作業(yè)：1.SPWM控制的思想是什么?2.什么是180°導(dǎo)通型變頻器？什么是120°導(dǎo)通型變頻器？3.交-直-交電壓源型變頻器調(diào)壓、調(diào)頻的有哪幾種電路結(jié)構(gòu),并說明各種電壓結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點。教學(xué)設(shè)計：間接變頻裝置構(gòu)成部分，在電力電子技術(shù)課程中講授過，以復(fù)習(xí)的方式，由學(xué)生講解，老師總結(jié)。難點部分教師在黑板上詳細(xì)講解，如：交-直-交電壓源變頻器工作原理、及其輸出電壓波形分析。120°導(dǎo)通型波形分析由學(xué)生自行分析。靜止式變頻裝置間接變頻裝置構(gòu)成及控制方式下面首先介紹間接變頻裝置。右圖給出了間接變頻裝置的主要構(gòu)成環(huán)節(jié)，接著來比較一下三種電路的結(jié)構(gòu)及其優(yōu)缺點電壓源和電流源變頻器從變頻電源的性質(zhì)上看，變頻器又可分為電壓源變頻器和電流源變頻器兩大類。本部分用表格的形式重點講解電壓源與電流源的特點，其主要區(qū)別在于它們采用了不同的貯能元件來緩沖無功能量。不同的貯能元件的應(yīng)用，導(dǎo)致了它們具有不同的特點：輸出電壓波形、輸出電流波形、輸出阻抗、能否實現(xiàn)回饋制動、動態(tài)過程的快慢以及對晶閘管的要求等。最后根據(jù)這些特點說明各自的適用范圍。三、交-直-交電壓源變頻器工作原理1．主電路結(jié)構(gòu)電壓源型三相六拍式交-直-交變頻器主電路原理如下圖電路特點：①由相控整流電路、濾波電容和有源逆變電路構(gòu)成，逆變器開關(guān)用全控型器件GTR變器由主晶體管VT1~VT6和續(xù)流二極管VD1~VD6（也稱反饋二極管）組成。（如VT1關(guān)斷時由VD4接續(xù)A相負(fù)載電流。）交-直-交電壓源變頻器主電路續(xù)流二極管的作用是當(dāng)主開關(guān)元件關(guān)斷時，接續(xù)感性負(fù)載電流,具有續(xù)流二極管是電壓源變頻器的又一特征。交-直-交電壓源變頻器主電路2．輸出電壓波形分析三相逆變器有兩種工作方式，分別稱之為導(dǎo)通型和導(dǎo)通型。以導(dǎo)通型為例講解其工作原理。（120°的由學(xué)生自學(xué)）在導(dǎo)電型工作方式下，逆變器每只晶體管的導(dǎo)通角均為(為輸出周期的1/2)。工作原理：設(shè)逆變器輸出波形周期為T，仍每隔T/6按VT1~VT6的次序依次開通六個主開關(guān)元件，并按慣例，一個周期用來表示。六只晶體管的導(dǎo)通表如下表。從表中可以看出，此時每一瞬間均有三只晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)，它們分別處于不同的橋臂上，換流則按規(guī)定的順序在同一橋臂的上、下兩晶體管之間進(jìn)行，一個周期中的工作情況及輸出電壓波形如下圖所示。從圖中可以看出，當(dāng)逆變器采用導(dǎo)電方式時，變頻器輸出相電壓為階梯波，線電壓為間斷式矩形波，波形的幅值取決于相控整流器輸出直流平均電壓值的大小。頻率則取決于VT1~VT6換流頻率，。顯然兩者均可人為控制，因而不難達(dá)到VVVF的要求。由于在每一個輸出電源周期內(nèi)產(chǎn)生六次切換動作，故稱此類變頻器為三相六拍式變頻器?！?-4正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）逆變器目的、教學(xué)要求：掌握正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）逆變器的基本工作原理重點、難點：SPWM逆變器工作原理、SPWM脈沖波的獲得的方法主要內(nèi)容：SPWM逆變器工作原理、SPWM脈沖波的獲得的方法、全控型三相橋SPWM變頻器的主電路、調(diào)制方法、電流跟蹤式PWM變頻器工作原理。思考及作業(yè)：①單極式調(diào)制和雙極式調(diào)制的區(qū)別是什么？②獲得SPWM控制信號的方法有幾種？教學(xué)設(shè)計：教師首先在黑板上詳細(xì)講解SPWM控制思想，然后用動畫演示SPWM波形成過程。以討論的形式研究電流跟蹤式PWM變頻器工作原理。主要特點：變頻器的輸出環(huán)節(jié)為SPWM調(diào)制波，輸出功率因數(shù)提高，輸出波形正弦度好。逆變器在調(diào)頻的同時實現(xiàn)調(diào)壓，與中間直流環(huán)節(jié)的元件參數(shù)無關(guān)，加快了系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)；可獲得比常規(guī)六拍階梯波更好的輸出電壓波形，能抑制或消除低次諧波，使負(fù)載電機(jī)可在近正弦波的交變電壓下遠(yuǎn)行，轉(zhuǎn)矩脈動小，大大擴(kuò)展了拖動系統(tǒng)調(diào)速范圍，并提高了系統(tǒng)的性能。下面介紹SPWM逆變器工作原理。SPWM逆變器工作原理所謂正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）就是把正弦波等效為一系列等幅不等寬的矩形脈沖波形。等效的原則沖量等效原則：如果把一個正弦半波分作n等分（圖中n=12），然后把每一等分的正弦曲線與橫軸所包圍的面積都用一個與此面積相等的等高矩形脈沖來代替。這樣，由n個等幅而不等寬的矩形脈沖所組成的波形就與正弦半周等效，稱作SPWM波形。上圖的一系列脈沖波形就是所期望的逆變器輸出SPWM波形，用該信號驅(qū)動相應(yīng)開關(guān)器件的信號，則變頻器輸出就可到與上圖形狀相似的一系列脈沖波形。SPWM脈沖波的獲得：①計算法，②調(diào)制法，用等腰三角波作為載波，當(dāng)它與任何一個光滑的曲線相交時，在交點的時刻控制開關(guān)器件的通斷，即可得到一組等幅而脈沖寬度正比于該曲線函數(shù)的矩形脈沖，這正是SPWM所需要的結(jié)果。（一）工作原理SPWM技術(shù)可用等腰三角波電壓作為載波信號，正弦波電壓作為調(diào)制信號，通過正弦波電壓與三角波電壓信號相比較的方法，確定各分段矩形脈沖的寬度。可獲得脈寬正比于正弦波等幅等距的矩形脈沖列。該信號用于逆變器電子開關(guān)的開通與關(guān)斷控制時，逆變器輸出就是SPWM逆變器。下圖是全控型三相橋SPWM變頻器的主電路，特點：①三相整流電壓給逆變器供電。②控制電路，由號發(fā)生器提供正弦調(diào)制波，其頻率可調(diào)，決定逆變器輸出的基波頻率，其幅值也可調(diào)，決定輸出電壓的大小。三角波載波信號是公用的，分別與每相參考電壓比較后，產(chǎn)生SPWM脈沖序列波，作為逆變器功率開關(guān)器件的驅(qū)動控制信號。單極式調(diào)制和雙極式調(diào)制：單極式調(diào)制：正弦波的半個周期內(nèi)每相只有一個開關(guān)器件開通或關(guān)斷，例如A相VT1反復(fù)通斷，下圖表示這時的調(diào)制情況。雙極性調(diào)制：載波正、負(fù)兩個極性，逆變器同一橋臂上下兩個開關(guān)器件交替通斷，處于互補(bǔ)的工作方式。經(jīng)計算表明，這種SPWM逆變器能夠有效地抑制次以下的低次諧波，但存在高次諧波電壓，不過其幅值已很小。PWM調(diào)制方法：異步調(diào)制同步調(diào)制分段同步調(diào)制混合調(diào)制三相橋式PWM逆變器主電路原理圖調(diào)制電路V1V2V3V4VD1VD2VD3VD4utV6VD6V5VD5BACNO'C+C+urAurBurC2Ud2UdVT1VT4VT3VT6VT5VT2說明：調(diào)制的實現(xiàn)方法：請同學(xué)們分析，引導(dǎo)學(xué)生用計算機(jī)軟件來實現(xiàn)。§6-5異步電動機(jī)電壓、頻率協(xié)調(diào)控制的穩(wěn)態(tài)機(jī)械特性目的、教學(xué)要求：掌握分析不同的電壓-頻率協(xié)調(diào)控制方式的機(jī)械特性的方法重點、難點：=恒值時、恒控制、恒控制時機(jī)械特性推導(dǎo)方法主要內(nèi)容：=恒值時機(jī)械特性推導(dǎo)、恒控制、恒控制時機(jī)械特性推導(dǎo)思考：1.電壓、頻率協(xié)調(diào)控制有幾種控制方式，各有哪些特點？2.總結(jié)恒、恒、恒三種控制方式的特點。教學(xué)設(shè)計：以恒壓頻比控制方式為主黑板上詳細(xì)講解，總結(jié)分析方法，恒控制、恒控制指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，并由學(xué)生來總結(jié)三種控制方式的特點。具有代表性的電壓、頻率協(xié)調(diào)運行方式有：恒壓頻比運行、恒氣隙磁通運行、恒轉(zhuǎn)子磁通運行和恒電壓運行。其中，前三種運行方式都是以改善轉(zhuǎn)矩特性為出發(fā)點的，適用于基頻以下的調(diào)速情況，第四種運行方式適合于基頻以上的調(diào)速情況。下面