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电力拖动的发展概况
• 交、直流两大电力拖动系统。在电力拖动系统发展史上， 一直是二者互为补充、相辅相成、交替发展。(十九世纪 三十年代有了直流电，十九世纪末出现交流电)
• 直流电力拖动系统具有较好的技术性能，如起动性能和 调速性能很好。因此，直流拖动在对起动、制动、正反 转、调速等有较高要求的场合应用得很广泛。目前，直 流电力拖动系统已基本完善，处于繁盛的阶段。
– 单电动机拖动方式不便于各种运动的分别调节，而且 使传动机构复杂化。
电气传动自动控制系统
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• 多机拖动：多电动机拖动
– 由多台电动机分别拖动一台生产机械的各个运动部分。 即每一个执行机构用单独的电动机拖动。
– 这样，生产机械的机械结构大为简化，克服了单机拖 动的缺点。
电气传动自动控制系统
– 由一台电动机通过一根长轴(俗称“天轴”)拖动全车 间的一组生产机械。
– 从电动机到各个生产机械的能量传递以及在各生产机 械之间的能量分配完全用机械方法，靠天轴及机械传 动系统来实现。
– 电动机远离生产机械，车间里有大量的天轴、长皮带 和皮带轮等。能量传递过程中的损耗大，效率低，灰 尘大，劳动条件与卫生条件很p1，P18
课程特点
• “电气传动自动控制系统”是历来学生感到难学、 怕学的课程，因为因其涉及到电、磁、机、控制 系统等多方面的理论和相关知识，也是电类学生 首次接触到的一门理论、实际紧密结合的课程。
• 在学习本课程时，一方面从态度上应从认识电机 的重要性出发，提高学习的兴趣，从而能知难而 进。另一方面，从方法上，应逐步和尽快适应和 掌握其特点和学习方法。
电气传动自动控制系统
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• 单机拖动：单电动机拖动
– 由一台电动机单独拖动一台生产机械。这样，电动机 与生产机械在结构上配合密切，可以用电气方法调节 每台生产机械的转速，从而进一步简化机械结构，提 高生产效率，而且易于实现生产机械运转的全部自动 化。
– 但是，一台生产机械往往又具有几个不同的运动。例 如，车床，就有刀架的横向移动，纵向移动和主轴的 转动。
• 液体拖动
– 液缸、液压阀、液压管路、液压泵、液压马达； – 特点：力矩大，有油污 – 应用：轮船、大型压机
• 电力拖动
– 电机、电缆、电源、 – 特点：传送距离更远、调速性能更好 – 国民经济各行各业
电气传动自动控制系统
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什么是电力拖动？
电气传动自动控制系统
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电气传动自动控制系统
电气传动自动控制系统
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为什么学习本课程？
• 电机的广泛应用；
– 见上面的例子
• 生产加工工艺指标要求对电机进行控制；
– 例如：轧钢、造纸、机床等
• 多门知识的综合运用
电气传动自动控制系统
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本课程与其他课程的关系
• 本课程是自动化、电气工程专业的专业基础课
• 先修课程：物理学、电路、电机学、自动控制理 论、电力电子技术；
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电力拖动系统的组成
电
控制
动
传动
生产
设备
机
机构
机械
电源
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电机的分类
旋转电机 静止电机
本课程的主要内容
1.电力拖动基础 （20学时）
• 电机拖动系统动力学 • 直流电动机启动、调速 • 交流电动机原理、运行
2. 直流电机拖动控制系统（20学时）
• 单闭环调速系统 • 多环调速系统
3. 交流电机拖动控制系统（18学时）
• 交流电机闭环调速系统 • 串级调速、矢量控制
实验：12学时 课程设计
动力电机 微特电机
交流电机
感应电机 同步电机
感应电动机 感应发电机
同步电动机 同步发电机
直流电机
直流电动机 直流发电机
伺服电动机、步进电动机、测速发电机 回转变压器、自整角机、直线电动机
变压器
电力变压器：升压、降压 特种变压器：自耦、互感器
电气传动自动控制系统
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电力拖动的类型
• 成组拖动
电气传动自动控制系统
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本课程的主要参考书
• 邱阿瑞，电机与拖动基础，电子工业出版社， 2001年
• 顾绳谷，电机及拖动基础，机械工业出版社 • 陈伯时，电气传动自动控制系统，机械工业出版
社，2003年
电气传动自动控制系统
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什么是拖动？
• 气体拖动
– 汽缸、气阀、气体管路、气源； – 特点：干净、力矩较小、噪音小 – 应用：食品、药品、包装行业
电源
PD
ZZ
电气
M
CL
控制装置
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电力拖动系统基本分类
• 电动机通常是根据生产机械的工作要求来选用， 主要有
– 直流电动机 – 异步电动机 – 同步电动机
• 直流电动机为动力的拖动系统称为直流电力拖动 系统，简称直流拖动系统
• 交流电动机为动力的拖动系统称为交流电力拖动 系统，简称交流拖动系统。
电气传动自动控制系统
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第一章 电力拖动系统基础
• 在工农业生产中，各种生产机械一般都以电动机为动力， 来完成对物体的加工、输送、压缩与分离等各项工作。 这种以电动机为动力来拖动各种生产机械的工作方式， 称为电力拖动(或电气传动)。
• 电力拖动系统一般由电动机、控制设备、传动机构、生 产机械和电源组成，如图所示。
• 直流电动机结构复杂、价格较贵、维护困难，安装环境 有一定限制(不能用于恶劣环境，如有爆炸气体及尘埃的 场合)。
• 由于以上直流电动机的缺点，使得直流拖动在很多场合 受到限制。而交流电动机在以上几方面都优于直流电动 机，并且考虑到电能的产生及输送多为交流电能，所以 交流电力拖动系统收到人们的重视。
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课程学习任务
• 掌握常用交直流电机的基本理论 • 掌握分析电动机机械特性及各种运转状态的基本理论 • 掌握电力拖动系统中电动机各种调速方法的基本原理 • 掌握直流电动机单闭环、多环调速系统的设计方法，电
机与电力拖动系统的基本实验方法与技能， 并具有熟练 的运算能力 • 掌握交流电动机的调速方法及双环调速系统的设计方法