第一篇：控制電機(jī)的發(fā)展與感想

姓名：李奇遠(yuǎn)學(xué)號(hào)：1001140621

班級(jí)：機(jī)單1002 順序控制電路

順序控制電路（范例）工作原理：圖A：KM2線圈電路由KM1線圈電路起動(dòng)、停止控制環(huán)節(jié)之后接出。按下起動(dòng)按鈕SB2，KM1線圈得電吸合并自鎖，此時(shí)才能控制KM2線圈電路。停止按鈕SB3只能控制M2電動(dòng)機(jī)的停轉(zhuǎn)，停止按鈕SB1為全停按鈕。本電路只有滿足M1電動(dòng)機(jī)先起動(dòng)的條件，才能起動(dòng)M2電動(dòng)機(jī)。

圖B：控制電路由KM1線圈電路和KM2線圈電路單獨(dú)構(gòu)成。KM1的動(dòng)合觸點(diǎn)作為一控制條件，串接在KM2線圈電路中，只有KM1線圈得電吸合，其輔組助動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，此時(shí)才能控制KM2線圈電路。停止按鈕SB3只能控制M2電動(dòng)機(jī)的停轉(zhuǎn)，停止按鈕SB1為全停按鈕。本電路只有滿足M1電動(dòng)機(jī)先起動(dòng)的條件，才能起動(dòng)M2電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)是一種實(shí)現(xiàn)機(jī)、電能量轉(zhuǎn)換的電磁裝置。它是隨著生產(chǎn)力的發(fā)展而發(fā)展的，反過(guò)來(lái)，電動(dòng)機(jī)的發(fā)展也促進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)力的不斷提高。從19世紀(jì)末期起，電動(dòng)機(jī)就逐漸代替蒸汽機(jī)作為拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的原動(dòng)機(jī)，一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，雖

電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)變化不大，但是電動(dòng)機(jī)的類型增加了許多，在運(yùn)行性能，經(jīng) 濟(jì)指標(biāo)等方面也都有了很大的改進(jìn)和提高，而且隨著自動(dòng)控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)技 術(shù)的發(fā)展，在一般旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的理論基礎(chǔ)上又發(fā)展出許多種類的控制電動(dòng)機(jī)，控制電動(dòng)機(jī)具有高可靠性﹑好精確度﹑快速響應(yīng)的特點(diǎn)，已成為電動(dòng)機(jī)學(xué)科的 一個(gè)獨(dú)立分支。電動(dòng)機(jī)的功能是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，它可以作為拖動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械的動(dòng)力，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門應(yīng)用最多的動(dòng)力機(jī)械。

在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)各種生產(chǎn)工藝過(guò)程，需要各種各樣的生產(chǎn) 機(jī)械。拖動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)，可以采用氣動(dòng)，液壓傳動(dòng)和電力拖動(dòng)。由于電 力拖動(dòng)具有控制簡(jiǎn)單﹑調(diào)節(jié)性能好﹑耗損小﹑經(jīng)濟(jì)，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和自動(dòng)控制等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械都采用電力拖動(dòng)按照電動(dòng)機(jī)的種類不同，電力拖動(dòng)系統(tǒng)分為直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)和交流電力拖動(dòng)系統(tǒng)兩大類?？v觀電力拖動(dòng)的發(fā)展過(guò)程，交、直流兩種拖動(dòng)方式并存于各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域。在交流電出現(xiàn)以前，直流電力拖動(dòng)是唯一的一種電力拖動(dòng)方式，19世紀(jì)末期，由于研制出了經(jīng)濟(jì)實(shí)用的交流電動(dòng)機(jī)，致使交流電力拖動(dòng)在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，但隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，特別是精密機(jī)械加工與冶金工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的進(jìn)步，對(duì)電力拖動(dòng)在起動(dòng)，制動(dòng)，正反轉(zhuǎn)以及調(diào)速精度與范圍等靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)方面提出了新的，更高的要求。由于交流電力拖動(dòng)比直流電力拖動(dòng)在技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)這些要求，所以20世紀(jì)以來(lái)，在可逆，可調(diào)速與高精度的拖動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域中，相當(dāng)時(shí)期內(nèi)幾乎都是采用直流電力拖動(dòng)，而交流電力拖動(dòng)則主要用于恒轉(zhuǎn)速系統(tǒng)。雖然直流電動(dòng)機(jī)具有調(diào)速性能優(yōu)異這一突出特點(diǎn)，但是由于它具有電刷與換向不能在有易爆氣體及塵埃多的場(chǎng)合使用），其電壓等級(jí)，額定轉(zhuǎn)速，單機(jī)容量的發(fā)展也受到了限制。所以，在20世紀(jì)60年代以后，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體交流技術(shù)的交流技術(shù)的交流調(diào)速系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。尤其是70年代以來(lái)，大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，為交流電力拖動(dòng)的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。諸如交流電動(dòng)機(jī)的串級(jí)調(diào)速，各種類型的變頻調(diào)速，無(wú)換向器電動(dòng)機(jī)調(diào)速等，使得交流電力拖動(dòng)逐步具備了調(diào)速范圍寬，穩(wěn)態(tài)精度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快以及在四象限做可逆運(yùn)行等良好的技術(shù)性能，在調(diào)速性能方面完全可與直流電力拖動(dòng)媲美。除此之外，由于交流電力拖動(dòng)具有調(diào)速性能優(yōu)良，維修費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，將廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中，并逐步取代直流電力拖動(dòng)而成為電力拖動(dòng)的主流。電動(dòng)機(jī)的未來(lái)：

經(jīng)歷了100多年的技術(shù)發(fā)展，電動(dòng)機(jī)自身的理論基本成熟。隨著電工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)電能的轉(zhuǎn)換、控制以及高效使用的要求越來(lái)越高。電磁材料的性能不斷提高，電工電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為電動(dòng)機(jī)的發(fā)展注入了新的活力未來(lái)電動(dòng)機(jī)將會(huì)沿著體積更小、機(jī)電能量轉(zhuǎn)換效率更高、控制更靈活的方向繼續(xù)發(fā)展?？刂萍夹g(shù)的發(fā)展推動(dòng)加工技術(shù)的高速高精化。

80年代以來(lái)，數(shù)控系統(tǒng)逐漸應(yīng)用伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)器件。交流伺服電機(jī)內(nèi)是無(wú)刷結(jié)構(gòu)，幾乎不需維修，體積相對(duì)較小，有利于轉(zhuǎn)速和功率的提高。目前交流伺服系統(tǒng)已在很大范圍內(nèi)取代了直流伺服系統(tǒng)。在當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)中，交流伺服取代直流伺服、軟件控制取代硬件控制成為了伺服技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。由此產(chǎn)生了應(yīng)用 在數(shù)控機(jī)床的伺服進(jìn)給和主軸裝置上的交流數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。隨著微處理器和全數(shù)字化交流伺服系統(tǒng)的發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的計(jì)算速度大大提高，采樣時(shí)間大大減少伺服控制變?yōu)檐浖欧刂坪?，大大地提高了伺服系統(tǒng)的性能。例如OSP-U10/U100 網(wǎng)絡(luò)式數(shù)控系統(tǒng)的伺服控制環(huán)就是一種高性能的伺服控制網(wǎng)，它對(duì)進(jìn)行自律控制的各個(gè)伺服裝置和部件實(shí)現(xiàn)了分散配置，網(wǎng)絡(luò)連接，進(jìn)一步發(fā)揮了它對(duì)機(jī)床的控制能力和通信速度。這些技術(shù)的發(fā)展，使伺服系統(tǒng)性能改善、可靠性提高、調(diào)試方便、柔性增強(qiáng)，大大推動(dòng)了高精高速加工技術(shù)的發(fā)展。另外先進(jìn)傳感器檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展也極大地提高了交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能和定位精度。交流伺服電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)一般選用無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器、混合型的光電編碼器和絕對(duì)值編碼器作為位置、速度傳感器，其傳感器具有小于1s的響應(yīng)時(shí)間。伺服電動(dòng)機(jī)本身也在向高速方向發(fā)展與上述高速編碼器配合實(shí)現(xiàn)了60m/min甚至100m/min的快速進(jìn)給和1g的加速度。為保證高速時(shí)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)更加平滑，改進(jìn)了電動(dòng)機(jī)的磁路設(shè)計(jì)，并配合高速數(shù)字伺服軟件，可保證電動(dòng)機(jī)即使在小于1μm轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)也顯得平滑而無(wú)爬行。交流直線伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)進(jìn)給技術(shù)已趨成熟。數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)有“旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)＋精密高速滾珠絲杠”和直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)” 兩種類型。傳統(tǒng)的滾珠絲杠工藝成熟加工精度較高，實(shí)現(xiàn)高速化的成本相對(duì)較低，所以目前應(yīng)用廣泛。使用滾，珠絲杠驅(qū)動(dòng)的高速加工機(jī)床最大移動(dòng)速度90m/min，加 速度1.5g。但滾珠絲杠是機(jī)械傳動(dòng)，機(jī)械元件間存在彈性變形、摩擦和反向間隙，相應(yīng)會(huì)造成運(yùn)動(dòng)滯后和非線性誤差，所以再進(jìn)一步提高滾珠絲杠副移動(dòng)速度和加速度比較難了。90年代以來(lái)，高速高精的大型加工機(jī)床中，應(yīng)用直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)方式。它比滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)具有剛度更高、速度范圍更寬、加速特更好、運(yùn)動(dòng)慣量更小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能更佳，運(yùn)行更平穩(wěn)、位置精

度更高等優(yōu)點(diǎn)。且直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，不需中間機(jī)械傳動(dòng)，減小了機(jī)械磨損與傳動(dòng)誤差，減少了維護(hù)工作。直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠傳動(dòng)相比，其速度提高30倍，加速度提高10倍，最大達(dá)10g，剛度提高倍，最高響應(yīng)頻率達(dá)100Hz，還有較大的發(fā)展余地。當(dāng)前，在高速高精加工機(jī)床領(lǐng)域中兩種驅(qū)動(dòng)方式還會(huì)并存相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間，但從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)所占的比重會(huì)愈來(lái)愈大。種種跡象表明，直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)在高速高精加工機(jī)床上的應(yīng)用已進(jìn)入加速增長(zhǎng)期。學(xué)習(xí)控制電機(jī)心得：

自己是學(xué)機(jī)械的，大學(xué)里學(xué)了4年，基本上只是學(xué)了點(diǎn)皮毛。雖然也做了精工實(shí)習(xí)，但是那些都是很短的時(shí)間對(duì)一些機(jī)械上用到的基本工藝的了解。學(xué)車床的時(shí)候老師會(huì)告訴你不要隨便亂動(dòng)床子，調(diào)好的轉(zhuǎn)速自己就在上面車就可以了，學(xué)銑床的時(shí)候大家圍一起就在銑那個(gè)平面，學(xué)鍛造的時(shí)候大家都不敢靠近那個(gè)烤皮膚的爐子.......。終于畢業(yè)了，詳細(xì)的就不講了。畢業(yè)后才知道什么是真正的工藝，為什么課堂上的老師一直在強(qiáng)調(diào)這個(gè)工藝的重要性，以前自己以為學(xué)會(huì)了制圖，學(xué)會(huì)了畫(huà)圖的CAD就可以做機(jī)械設(shè)計(jì)了?，F(xiàn)在看看那都是扯淡，當(dāng)你畫(huà)出來(lái)得圖漏洞百出，讓那些現(xiàn)場(chǎng)的師傅一看就知道是一個(gè)完全不等工藝的，又是罵罵咧咧的。經(jīng)過(guò)多了，在會(huì)后看一下自己學(xué)過(guò)的課本，似乎覺(jué)得與以前不一樣了，東西理解的層次也不一樣了。機(jī)械就不多說(shuō)了，因?yàn)檫@里主要的是討論控制電機(jī)。自己開(kāi)始自學(xué)電控也有點(diǎn)時(shí)間了，完全是考論壇上查查，書(shū)本上看看，網(wǎng)上查查。現(xiàn)在覺(jué)得電控這個(gè)東西，如果要完全靠這個(gè)來(lái)吃飯，那就沒(méi)什么說(shuō)的了，一定要學(xué)深。我們這里說(shuō)的是大部分與我一樣的，自己的學(xué)機(jī)械的，需要一些電控的知識(shí)做輔助的。就像自己的朋友剛剛問(wèn)了自己一個(gè)問(wèn)題，要讓一個(gè)普通的電機(jī)控制在轉(zhuǎn)兩圈半的時(shí)候怎么實(shí)現(xiàn)。他告訴我公司的電控部門說(shuō)，這方面太難了。自己雖然可能真的是剛?cè)胄械?，所以我就告訴他這個(gè)有什么難的，舍得花錢就用伺服電機(jī)。否則就用一個(gè)紅外線感應(yīng)器，在電機(jī)上加一個(gè)輔助的配件來(lái)測(cè)點(diǎn)。這個(gè)應(yīng)該對(duì)于懂電控的是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的問(wèn)題了。

最主要的自己是要表達(dá)，這個(gè)電控要學(xué)的是什么。如果研究到深的地方，那就從電的最基礎(chǔ)學(xué)起，那有點(diǎn)難，也是順序?qū)W習(xí)，不怎么適合工作了的人群了。自己現(xiàn)在是嘗試逆向?qū)W習(xí)。因?yàn)槭冀K覺(jué)得電控這個(gè)東西主要就是電機(jī)的控制，玩的那么復(fù)雜，什么PLC，什么變頻器，什么A/D D/A轉(zhuǎn)換，到了最終還不是為了控制那個(gè)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)嗎？沒(méi)了這個(gè)電機(jī)的部分這些電控靠什么實(shí)現(xiàn)，靠什么來(lái)執(zhí)行？既然是為了控制電機(jī)，那就先把幾種電機(jī)弄清楚，然后知道哪幾個(gè)參數(shù)可以控制這個(gè)電機(jī)，再去找什么樣的電氣元件可以控制這幾個(gè)參數(shù)，然后再去看要控制這幾個(gè)參數(shù)需要滿足那些條件。

就拿交流電機(jī)的控制來(lái)講，使用變頻器的調(diào)頻功能來(lái)調(diào)速，那就涉及到了U/f特性曲線，然后再去研究一下這個(gè)。如果是調(diào)壓來(lái)控制轉(zhuǎn)速，通過(guò)特性曲線可以看出來(lái)，如果要恒轉(zhuǎn)矩來(lái)調(diào)，可調(diào)的范圍很小，所以基本上用在變轉(zhuǎn)矩的情況。直流電機(jī)調(diào)壓就是使用的那個(gè)PWM來(lái)調(diào)節(jié)，然后自己在去稍微研究一下這個(gè)PWM的原理又是什么。就這樣逆向?qū)W習(xí)，用到哪個(gè)不明白的再針對(duì)性的去學(xué)。自己認(rèn)為對(duì)于需要了解一下這方面的知識(shí)的人，或者在自己的工作中需要有一些理論知識(shí)的人就需要通過(guò)類似的方式來(lái)學(xué)習(xí)。因?yàn)閷I(yè)方面的人才多之又多，但是綜合方面的人就未必那么好找了。

第二篇：電機(jī)控制論文.

南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

目前幾種比較常見(jiàn)的直接轉(zhuǎn)矩控制策略中，對(duì)于中小容量而言，控制方案重點(diǎn)在于進(jìn)行轉(zhuǎn)矩、磁鏈無(wú)差拍控制和提高載波頻率。對(duì)大容量來(lái)說(shuō)，其區(qū)別在于低速時(shí)采用了間接轉(zhuǎn)矩控制，從而達(dá)到低速時(shí)降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的目的。

直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)概述

相對(duì)于直流電機(jī)在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)容易、對(duì)環(huán)境要求低以及節(jié)能和提高生產(chǎn)力等方面具有足夠的優(yōu)勢(shì)，使得交流調(diào)速已經(jīng)廣泛運(yùn)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、國(guó)防以及日常生活之中。隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、控制理論的高速發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。目前在高性能的交流調(diào)速領(lǐng)域主要有矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制兩種。1968年Darmstader工科大學(xué)的Hasse博士初步提出了磁場(chǎng)定向控制(Field Orientation)理論，之后在1971年由西門子公司的F.Blaschke對(duì)此理論進(jìn)行了總結(jié)和實(shí)現(xiàn)，并以專利的形式發(fā)表，逐步完善并形成了現(xiàn)在的各種矢量控制方法。特點(diǎn)

對(duì)于直接轉(zhuǎn)矩控制來(lái)說(shuō)，一般文獻(xiàn)認(rèn)為它由德國(guó)魯爾大學(xué)的M.Depenbrock教授和日本的I.Takahashi于1985年首先分別提出的。對(duì)于磁鏈圓形的直接轉(zhuǎn)矩控制來(lái)說(shuō)，其基本思想是在準(zhǔn)確觀測(cè)定子磁鏈的空間位置和大小并保持其幅值基本恒定以及準(zhǔn)確計(jì)算負(fù)載轉(zhuǎn)矩的條件下，通過(guò)控制電機(jī)的瞬時(shí)輸入電壓來(lái)控制電機(jī)定子磁鏈的瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)速度，來(lái)改變它對(duì)轉(zhuǎn)子的瞬時(shí)轉(zhuǎn)差率，達(dá)到直接控制電機(jī)輸出的目的。在控制思想上與矢量控制不同的是直接轉(zhuǎn)矩控制通過(guò)直接控制轉(zhuǎn)矩和磁鏈來(lái)間接控制電流，不需要復(fù)雜的坐標(biāo)變換，因此具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快以及對(duì)參數(shù)魯棒性好等優(yōu)點(diǎn)?？刂?/p>

事實(shí)上，1977年A·B·Plunkett曾經(jīng)在IEEE的工業(yè)應(yīng)用期刊上提出了類似于目前直接轉(zhuǎn)矩控制的結(jié)構(gòu)和思想的直接磁鏈和轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)方法，在這種方法中，轉(zhuǎn)矩給定與反饋之差通過(guò)PI調(diào)節(jié)得到滑差頻率，此滑差頻率加上電機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械速度得到逆變器應(yīng)該輸出的電壓定子頻率；定子磁鏈給定與反饋之差通過(guò)積分運(yùn)算得到一個(gè)電壓與頻率之比的量，并使之與定子頻率相乘得到逆變器應(yīng)該輸出的電壓，最后通過(guò)SPWM方法對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制。

發(fā)電機(jī)非常容易地將電動(dòng)機(jī)軸上的飛輪慣量反饋給電網(wǎng)，這樣，一方面可得到平滑的制動(dòng)特性，另一方面又可減少能量的損耗，提高效率。但發(fā)電機(jī)、電動(dòng)

南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是需要增加兩臺(tái)與調(diào)速電動(dòng)機(jī)相當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)電機(jī)和一些輔助勵(lì)磁設(shè)備，因而體積大，維修困難等。

南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

洗衣機(jī)，出，根據(jù)電磁力定律，載流導(dǎo)體ab和cd收到電磁力的作用，其方向可由左手定則判定，兩段導(dǎo)體受到的力形成了一個(gè)轉(zhuǎn)矩，使得轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。如果轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到如上圖（b）所示的位置，電刷 A 和換向片2接觸，電刷 B 和換向片1接觸，直流電流從電刷 A 流入，在線圈中的流動(dòng)方向是dcba，從電刷 B 流出。

此時(shí)載流導(dǎo)體ab和cd受到電磁力的作用方向同樣可由左手定則判定，它們產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩仍然使得轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。這就是直流電動(dòng)機(jī)的工作原理。外加的電源是直流的，但由于電刷和換向片的作用，在線圈中流過(guò)的電流是交流的，其產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的方向卻是不變的。[4]

實(shí)用中的直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上的繞組也不是由一個(gè)線圈構(gòu)成，同樣是由多個(gè)線圈連接而成，以減少電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)，繞組形式同發(fā)電機(jī)。

2.3直流電機(jī)的調(diào)速原理

眾所周知，直流電機(jī)轉(zhuǎn)速n的表達(dá)式為:

n?U?IR(22)

南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

Jd?????(24)式中Ke-反電動(dòng)勢(shì)常數(shù).電磁轉(zhuǎn)矩為:

Te=KT *Ia(2-5)式中KT-磁轉(zhuǎn)矩常數(shù)。[2]

動(dòng)態(tài)工作特性是指實(shí)際的動(dòng)作與相應(yīng)的動(dòng)作命令之間的響應(yīng)關(guān)系。將式(2-2)、式(2-3)、式(2-4)和式(2-5)作拉氏變換，得到如下函數(shù):

Ua(s)=RaIa(s)+ LaSIa(s)+ Ea(s)

南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

圖5.5主控電路圖

5.3隔離單元模塊

為了防止電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元對(duì)數(shù)字控制單元的干擾，必須在兩者之間加隔離電路來(lái)防止干擾的產(chǎn)生。避免LMD18200的驅(qū)動(dòng)電路對(duì)控制信號(hào)的干擾，對(duì)于LMD18200的引腳3(轉(zhuǎn)向輸入)、引腳5(PWM輸入)與LM629的PWMS、PWMM引腳之間通過(guò)光電耦合器6N137連接。

(l)光電耦合器的選型

LM629的PWMM腳輸出的調(diào)制信號(hào)如圖5.6所示，如果LM629接6MHz晶振，其最小輸出占空比（1/128）時(shí)的接通時(shí)間為: 4/fCLK=4/6*106s=0.67us 因此應(yīng)選擇高速光耦。

而N6137的工作頻率可達(dá)到10MHZ，即它可用在開(kāi)關(guān)周期為: l/l07s=0.1us 因此光耦可選6N137。

南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

KP=(input[0][0][e*10]*KP_memf[4]+((input[0][1][e*10]>input[1][0][ec*10])?input[1][0][ec*10]:input[0][1][e*10])*KP_memf[3]+((input[0][1][e*10]>input[1][1][ec*10])?input[1][1][ec*10]:input[0][1][e*10])*KP_memf[2]+((input[0][1][e*10]>input[1][2][ec*10])?input[1][2][ec*10]:input[0][1][e*10])*KP_memf[1]+input[0][2][e*10]*KP_memf[0])/(input[0][0][e*10]+((input[0][1][e*10]>input[1][0][ec*10])?input[1][0][ec*10]:input[0][1][e*10])+((input[0][1][e*10]>input[1][1][ec*10])?input[1][1][ec*10]:input[0][1][e*10])+((input[0][1][ e*10]>input[1][2][ec*10])?input[1][2][ec*10]:input[0][1][e*10])+input [0] [2] [e*10]);這樣編寫(xiě)程序的好處就是略去模糊推理的判斷轉(zhuǎn)移程序，例如在某個(gè)時(shí)刻的誤差e對(duì)應(yīng)為9.8，誤差變化率為8那么對(duì)于誤差隸屬度函數(shù)input[0][0][98]的取值必為0,input[0][1][98]同樣為0，只有input [0] [2] [98]的取值為0xFF；誤差變化率隸屬度函數(shù)值input [1] [0] [98]為0, input[1] [1] [98]為0, input[1] [2] [98]為0xFF，因此上式的會(huì)等價(jià)成：

KP=(0+0+0+0+255*40)/255 所以計(jì)算量不大并且省略掉了條件轉(zhuǎn)移相關(guān)程序。[24] 模糊控制流程圖如圖6.7所示。

南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

開(kāi)始采樣兩次速度求誤差

南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

LM629控制程序的編寫(xiě)、模糊控制程序的編寫(xiě)、通訊程序的編寫(xiě)及調(diào)試。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的自行設(shè)計(jì)，在調(diào)速系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中利用PID參數(shù)的模糊在線自整定，使其整定精度大于離線整定精度。

但到目前為止論文還有需待完善的地方：模糊規(guī)則的提取和選擇是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，往往難免摻雜著一些主觀思維，在調(diào)試過(guò)程中難免要根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整，這使得調(diào)試過(guò)程變得復(fù)雜和設(shè)計(jì)周期時(shí)間延長(zhǎng)；本系統(tǒng)是采用模糊自整定PID參數(shù)控制技術(shù)，對(duì)于PID參數(shù)的常規(guī)整定也帶有很多主觀思維。在實(shí)際工作情況下對(duì)象模型和工作環(huán)境經(jīng)常是差異很大的。

通過(guò)對(duì)本課題的研究我有以下幾個(gè)方面的收獲：

（1）學(xué)習(xí)與掌握了單片機(jī)的基本原理及其各種應(yīng)用，對(duì)它的各種硬件接口與軟件設(shè)計(jì)方法有較深入的認(rèn)識(shí)。

（2）對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)性能及其控制有了一定的認(rèn)識(shí)。

（3）在調(diào)速系統(tǒng)上位機(jī)的開(kāi)發(fā)中用到Visual Basic，因此對(duì)VB編程有了更深刻的理解和更熟練的應(yīng)用。

（4）本設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于應(yīng)用，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中使自己的動(dòng)手能力得到鍛煉，同時(shí)提高了解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

7.2研究展望

直流調(diào)速系統(tǒng)的控制方案層出不窮，并且控制效果也越來(lái)越好，有關(guān)模糊控制在直流調(diào)速中的應(yīng)用還有以下方案值得研究：

(1)自適應(yīng)模糊控制方法在直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)中應(yīng)用的實(shí)用化研究。目前最具有工程應(yīng)用前景、最能體現(xiàn)模糊控制優(yōu)勢(shì)的，是能夠在線進(jìn)行模糊模型辯識(shí)、在線根據(jù)模型變化進(jìn)行控制規(guī)則和參數(shù)自調(diào)整的模糊控制算法，而如果能把這種辯識(shí)和控制算法簡(jiǎn)化到可在單片機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)，則模糊控制和智能控制的應(yīng)用將會(huì)跨上一個(gè)新臺(tái)階。

(2)基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等自適應(yīng)方法的研究。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制的結(jié)合是智能控制的一個(gè)重要發(fā)展方向，但目前將其應(yīng)用于直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)的研究還不多。其中一個(gè)重要的原因是模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法復(fù)雜，計(jì)算量大，速度慢，實(shí)時(shí)性差且結(jié)構(gòu)和機(jī)理尚未完全揭示，而直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)又對(duì)實(shí)時(shí)性和控制精度要求很高。但隨著模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的完善，以及模糊芯片和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片的

南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

日趨成熟，這將成為直流傳動(dòng)系統(tǒng)控制的重要手段。

T.G.Habetler的空間矢量調(diào)制方法

把無(wú)差拍方法應(yīng)用于直接轉(zhuǎn)矩控制首先是由美國(guó)人T.G.Habetler提出來(lái)的。這種方法的主要思想是在本次采樣周期得到轉(zhuǎn)矩的給定值與反饋值之差。

空間電壓矢量的幅值和相位是任意的，可以通過(guò)相鄰的兩個(gè)基本的電壓矢量合成而得。利用計(jì)算出來(lái)的空間電壓矢量可以達(dá)到轉(zhuǎn)矩和磁鏈無(wú)差拍的目的。

利用Habetler的無(wú)差拍方法，從理論上可以完全使磁鏈和轉(zhuǎn)矩誤差為零，從而消除轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)DTC的Bang-Bang控制的不足，使電機(jī)可以運(yùn)行于極低速下。另外，通過(guò)無(wú)差拍控制得到的空間電壓矢量可以使開(kāi)關(guān)頻率相對(duì)于單一矢量大幅提高并且使之固定，這對(duì)于減少電壓諧波和電機(jī)噪聲是很有幫助的。

但是，空間電壓矢量作用時(shí)間可能會(huì)大于采樣周期，這說(shuō)明不能同時(shí)滿足磁鏈和轉(zhuǎn)矩?zé)o差拍控制。因此作者提出了三個(gè)步驟，首先是否轉(zhuǎn)矩滿足無(wú)差拍，如果不滿足再看是否磁鏈滿足無(wú)差拍，如果還不滿足就按照原有直接轉(zhuǎn)矩控制矢量表來(lái)選取下一周期的單一電壓矢量。因此按照Habetler的無(wú)差拍方法最大的計(jì)算量有四個(gè)步驟，這將耗費(fèi)很大的計(jì)算資源，不易實(shí)現(xiàn)，另外在整個(gè)計(jì)算過(guò)程中對(duì)電機(jī)參數(shù)的依賴性比較大，這將降低控制的魯棒性。轉(zhuǎn)矩或磁鏈的預(yù)測(cè)控制方法

在T·G·Habetler的無(wú)差拍的直接轉(zhuǎn)矩控制方法中，由于計(jì)算量很大而不易實(shí)現(xiàn)，因此出現(xiàn)了一系列的簡(jiǎn)化的無(wú)差拍直接轉(zhuǎn)

交流電機(jī)-韓國(guó)SPG交流電機(jī)全系列

矩控制，比較典型的是轉(zhuǎn)矩跟蹤預(yù)測(cè)方法。在這種方法中，分析了低速轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的情況，得出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)鋸齒不對(duì)稱的結(jié)論。

南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

非零電壓矢量和零電壓矢量對(duì)轉(zhuǎn)矩變化的作用是不同的，前者可以使轉(zhuǎn)矩上升或下降，而后者總是使轉(zhuǎn)矩下降。另外，在不同的速度范圍內(nèi)二者對(duì)轉(zhuǎn)矩作用產(chǎn)生的變化率也在變化。在轉(zhuǎn)矩預(yù)測(cè)控制方法中，電壓矢量在空間的位置是固定不變的，合成在兩個(gè)單一電壓矢量的中間，但是電壓矢量不是作用整個(gè)采樣周期，而是有一定的占空比，在一個(gè)采樣周期中可以分為非零電壓矢量和零電壓矢量。如果使下一采樣周期非零電壓矢量和零電壓矢量共同作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩變化等于本周期計(jì)算出來(lái)的轉(zhuǎn)矩誤差。

將消除轉(zhuǎn)矩誤差，達(dá)到轉(zhuǎn)矩?zé)o差拍控制的目的。即使出現(xiàn)計(jì)算出來(lái)的電壓矢量作用時(shí)間超出采樣周期，也可以用滿電壓矢量來(lái)代替，因此是非常易于實(shí)現(xiàn)的，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的鋸齒基本上對(duì)稱，說(shuō)明轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)已經(jīng)大為減少。上法認(rèn)為磁鏈被準(zhǔn)確控制或變化緩慢，而沒(méi)有考慮磁鏈的無(wú)差拍控制，在文獻(xiàn)中對(duì)磁鏈也進(jìn)行了預(yù)測(cè)控制。預(yù)測(cè)控制

在這種方法中，通過(guò)磁鏈的空間矢量和電壓矢量關(guān)系可近似得到：

其中ΔΨS是在電壓矢量作用下的磁鏈幅值改變量，θVΨ是二者的空間角度。設(shè)

南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

制，所需的電機(jī)參數(shù)只有定子電阻和電感，對(duì)電機(jī)參數(shù)變化的魯棒性比較好，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能是比較好的。但是在這種方法中，需要檢測(cè)電機(jī)的相電壓，這增加的系統(tǒng)硬件的復(fù)雜性，另外，計(jì)算量也比較大。

基于幾何圖形的無(wú)差拍控制

在文獻(xiàn)中，對(duì)定子磁鏈方程、轉(zhuǎn)子磁鏈方程以及由定、轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的轉(zhuǎn)矩方程進(jìn)行離散化，之后把前兩個(gè)方程帶入到轉(zhuǎn)矩方程中去。通過(guò)離散的轉(zhuǎn)矩方程分析可以知道施加電壓矢量可以使轉(zhuǎn)矩誤差為零，轉(zhuǎn)矩變化到平面上的一條直線上，這條直線與轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶糠较蚱叫?。采取同樣的方法可以分析知道施加電壓矢量可以使磁鏈誤差為零，磁鏈變化到平面上的一個(gè)園上，這個(gè)園與與磁鏈園同心。于是利用直線和園的交點(diǎn)就可以得到使轉(zhuǎn)矩和磁鏈無(wú)差拍控制的電壓矢量，當(dāng)然這個(gè)電壓矢量受到逆變器所能輸出的電壓大小的限制。

把幾何圖形引入到無(wú)差拍的控制中來(lái)是一個(gè)比較好的思路，可以得到最優(yōu)的無(wú)差拍控制的電壓矢量，同時(shí)也有助于理論上的分析。但是就如何把圖形方式和數(shù)字化控制結(jié)合起來(lái)從實(shí)現(xiàn)方式上來(lái)說(shuō)還是存在有一定的難度。

離散空間矢量調(diào)制(DSVM)方法

無(wú)差拍的直接轉(zhuǎn)矩控制從理論上可以最大化地消除轉(zhuǎn)矩和磁鏈的的誤差，克服了Bang-Bang控制不精確性的弱點(diǎn)，但是需要比較大的計(jì)算量，并且這些計(jì)算都是與電機(jī)參數(shù)有關(guān)，容易引起計(jì)算上的誤差。因此在文獻(xiàn)中提出了既不需要多少計(jì)算，又能提高轉(zhuǎn)矩和磁鏈控制精度的離散空間矢量調(diào)制方法。

在離散空間矢量調(diào)制方法中，通過(guò)對(duì)兩電平逆變器輸出的六個(gè)基本電壓矢量中的相鄰電壓矢量和零電壓矢量進(jìn)行有規(guī)律的合成，如圖3是使用相鄰的單一矢量2和單一矢量3以及零電壓矢量合成出來(lái)的空間電壓矢量。從圖3中可以看出其合成方法是把整個(gè)采樣周期平均分為3段，每一段由非零電壓矢量或零電壓矢量組成，如空間電壓矢量23Z是由矢量2和矢量3以及零電壓矢量各作用1/3采樣周期，可以采用5段式或7段式方式合成(文中沒(méi)說(shuō)明)，利用這種有規(guī)律的合成方法一共可以合成出10個(gè)電壓矢量。

細(xì)化的電壓矢量可以對(duì)轉(zhuǎn)矩和磁鏈進(jìn)行更精確的控制，文獻(xiàn)中對(duì)磁鏈?zhǔn)褂昧藗鹘y(tǒng)的2級(jí)滯環(huán)Bang-Bang控制，而考慮到轉(zhuǎn)

南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

交流電機(jī)-韓國(guó)SPG小型電機(jī)感應(yīng)電機(jī)系列

矩需要?jiǎng)討B(tài)響應(yīng)快，對(duì)其劃分了5級(jí)滯環(huán)Bang-Bang控制，如圖4所示，不同的誤差帶內(nèi)使用不同的電壓矢量表。另外，作者通過(guò)推導(dǎo)得到電壓矢量對(duì)轉(zhuǎn)矩變化的影響式子如下所示：

從式(10)中可以看出同一電壓矢量在低速和高速對(duì)轉(zhuǎn)矩變化的影響是不同的。因此，在不同的速度范圍使用了不同的電壓矢量，如圖3所示。從另一方面看，低速使用幅值小的電壓矢量以及高速使用幅值大的電壓矢量也是符合V/f=C這一規(guī)律的。傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制在低速時(shí)連續(xù)使用較多的零電壓矢量使開(kāi)關(guān)頻率很低，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大。而按照離散空間矢量調(diào)制的方法由于低速使用幅值小的電壓矢量，因此連續(xù)使用的零電壓矢量少，開(kāi)關(guān)頻率高，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小。另外，由于高速時(shí)的電壓矢量比較多，可以劃分12個(gè)扇區(qū)，使用兩個(gè)電壓矢量表，這樣可以進(jìn)行更精確的控制。

從以上分析可以看出，離散的空間矢量調(diào)制方法易于實(shí)現(xiàn)，不需要有無(wú)差拍控制那樣多的計(jì)算，保持了傳統(tǒng)Bang-Bang控制的優(yōu)點(diǎn)，因此魯棒性好，但相對(duì)于傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制又可以提高轉(zhuǎn)矩和磁鏈控制精度，減小低速轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。但是控制精度越提高，矢量劃分就越細(xì)，電壓矢量控制表就越多越大，這將增加控制的復(fù)雜性。因此，如果能讓離散的空間矢量調(diào)制與無(wú)差拍控制結(jié)合起來(lái)，將會(huì)有助于克服這個(gè)缺點(diǎn)。由PI調(diào)節(jié)器輸出空間電壓矢量的方法

在直接轉(zhuǎn)矩控制中，如果能獲得任意相位的空間電壓矢量，將有助于減小低速下的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，達(dá)到矢量控制在低速下的穩(wěn)態(tài)性能。

南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

顯然這個(gè)空間電壓矢量在空間位置上的相位是任意的。從結(jié)構(gòu)上看基于PI調(diào)節(jié)的直接轉(zhuǎn)矩控制相似于定子磁鏈定向的矢量控制，但二者是有區(qū)別的，定子磁鏈定向的矢量控制基于同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，定向于定子磁鏈d軸，q軸磁鏈為零，另外在d軸方向還要對(duì)磁鏈和和q軸方向上的電流進(jìn)行解耦，而這些對(duì)于基于PI調(diào)節(jié)的直接轉(zhuǎn)矩控制不需要，其中只需要使轉(zhuǎn)矩輸出和定子磁鏈反饋通過(guò)PI調(diào)節(jié)方法來(lái)跟隨上給定即可，因此從實(shí)現(xiàn)上是比較簡(jiǎn)單的，同時(shí)魯棒性也比較好，并且相對(duì)于傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制可以提高開(kāi)關(guān)頻率，減小了低速下的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，但是在這種方法當(dāng)中需要選取合適的PI參數(shù)，否則會(huì)影響控制系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)性能。除了以上這種PI調(diào)節(jié)的直接轉(zhuǎn)矩控制外，在文獻(xiàn)中還在A·B·Plunkeet的直接轉(zhuǎn)矩和磁鏈調(diào)節(jié)法的基礎(chǔ)上做了進(jìn)一步的研究，使用空間電壓矢量的方式輸出，此處不詳細(xì)敘述。

注入高頻抖動(dòng)提高開(kāi)關(guān)頻率

在前面的各種直接轉(zhuǎn)矩控制策略中都談到提高低速下的開(kāi)關(guān)頻率可以降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，同時(shí)也可以降低噪聲。在文獻(xiàn)中，提出了一種在傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制基礎(chǔ)上注入高頻抖動(dòng)的方法提高開(kāi)關(guān)頻率，其中作者用圖表的方式顯示了開(kāi)關(guān)頻率隨轉(zhuǎn)矩和磁鏈滯環(huán)寬度的減小而提高，但是這種提高是有限的，一個(gè)最主要的原因是磁鏈和轉(zhuǎn)矩控制上的延遲，滯后越大開(kāi)關(guān)頻率就越低。例如從仿真來(lái)看10μs延遲有14kHz的開(kāi)關(guān)頻率，但當(dāng)有20μs的延遲時(shí)只有8kHz的開(kāi)關(guān)頻率。文獻(xiàn)中提出的提高開(kāi)關(guān)頻率方法是在轉(zhuǎn)矩和磁鏈滯環(huán)內(nèi)疊加上高頻的三角波，其幅值與滯環(huán)寬度相當(dāng)。

當(dāng)反饋值大于三角波時(shí)電壓矢量減小，當(dāng)反饋值小于三角波時(shí)電壓矢量增大，因此，即使控制上有延遲，但隨著三角波頻率的增大，開(kāi)關(guān)頻率

南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

參考文獻(xiàn)

[1] 國(guó)家機(jī)械工業(yè)委員會(huì).電機(jī)原理[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988.9 [2] 胡雙,馬志云.永磁無(wú)刷直流電機(jī)系統(tǒng)建模研究[J].電工技術(shù)雜志, 2003.8:17～21 [3] 西巴依洛夫，洛奧斯，劉銳鄉(xiāng).電機(jī)的數(shù)學(xué)摸擬[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985 [4] 施佩特，許實(shí)章，陶醒世.電機(jī)：運(yùn)行理論導(dǎo)論[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1983.3 [5] 李士勇.模糊控制·神經(jīng)控制和智能控制論[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1998.9 [6] 羅海福, 毛義梅.模糊PID控制器的設(shè)計(jì)與仿真[J].自動(dòng)化與儀器儀表, 2001.3:3～6 [7] 陳梅,楊琳琳,許正榮.直流電機(jī)的模糊PID控制[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用,2008.2:14～15 [8] 何平，王鴻緒.模糊控制器的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，1997.1 [9] 佟紹成，王濤，王艷平.模糊控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性分析[M].北京：科學(xué)出版社，2004.4 [10] 湯兵勇，路林吉，王文杰.模糊控制理論與應(yīng)用技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2002.9 [11] 王曉明.電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002.5 [12] 倪忠遠(yuǎn).直流調(diào)速系統(tǒng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996.9 [13] 俞靜濤.直流調(diào)速傳動(dòng)：整流和調(diào)節(jié)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1980 [14] 拉希德，陳建業(yè)，楊德剛.電力電子技術(shù)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.6 [15] 王少平，田慶安，昌現(xiàn)蘭.PWM控制與驅(qū)動(dòng)器使用指南及應(yīng)用電路：?jiǎn)味丝刂婆c驅(qū)動(dòng)器部分[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2004.6 [16] 張崇巍，張興.PWM整流器及其控制[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.10 [17] 王兆安，黃俊.電力電子技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.1 [18] 李序葆，趙永健.電力電子器件及其應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996.12 [19] 何希才，尤克.最新功率半導(dǎo)體器件應(yīng)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.3 [20] 曲維本.光電耦合器的原理及其在電子線路中的應(yīng)用[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社 [21] 葉盛祥.光電位移精密測(cè)量技術(shù)[M].烏魯木齊：新疆人民衛(wèi)生出版社，2003.6 [22] 謝宋和，甘勇.單片機(jī)模糊控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例[M].北京：電子工業(yè)出版社,1999 [23] 孫育才.ATMEL新型AT89S52系列單片機(jī)及其應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.1

南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

[24] 馬忠梅.單片機(jī)的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1997 [25] 付家才，楊慶江，趙金憲.單片機(jī)控制工程實(shí)踐技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.5 [26] 徐愛(ài)鈞，彭秀華.Keil Cx51 V7.0單片機(jī)高級(jí)語(yǔ)言編程與μVision2應(yīng)用實(shí)踐[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004 [27] 邵貝貝.單片機(jī)嵌入式應(yīng)用的在線開(kāi)發(fā)方法[M].北京：清華大學(xué)出版社,2004 [28] Zadeh.L.A.，Ruan.D.，Huang,Chongfu.Fuzzy sets and fuzzy information．Granulation theory[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2000.5 [29] K.M.Passino，S.Yurkovich.Fuzzy Control[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001.11 [30] Reston.Control system engineering[M].Virginia：Reston Publishing Company,1984 [31] Electro-Craft Corrporation.DC Motors Speed Controls Servo Systems：An Engineering Handbook [M].Oxford：Pergamon press，1977

南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

謝辭

本文是在李軍紅老師的悉心指導(dǎo)下完成的。在從大二以來(lái)的兩年時(shí)間里，李老師給我提供了良好的實(shí)驗(yàn)條件和動(dòng)手的機(jī)會(huì)，并在學(xué)習(xí)和生活上給予充分的指導(dǎo)和幫助，對(duì)我在學(xué)習(xí)生活中取得的成績(jī)給予充分的肯定。在和李老師討論問(wèn)題的過(guò)程中，他嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、對(duì)科學(xué)持之以恒的鉆研精神和正直、寬厚的為人之道對(duì)我產(chǎn)生了非常深刻的影響。在此我向他表示最誠(chéng)摯的敬意和深深的感謝。另外我在進(jìn)行論文工作期間，得到了自動(dòng)化教研室許多老師的指導(dǎo)，在此向同樣他們表示誠(chéng)摯的謝意。

感謝已畢業(yè)的師兄曾力對(duì)我的關(guān)心和幫助，他在多年來(lái)一直在教我如何面對(duì)學(xué)習(xí)和生活。同時(shí)感謝朱哲、雷波等同學(xué)在論文撰寫(xiě)過(guò)程中給予的關(guān)心與支持。沒(méi)有他們的幫助要想完成此論文是不可能的。

最后感謝我的家人多年來(lái)對(duì)我的理解、支持與鼓勵(lì)，并把此文獻(xiàn)給他們。

曾廣璽

2008年5月于南華大學(xué)

南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

第三篇：電機(jī)與電器控制專題實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

電機(jī)與電氣設(shè)備控制 專題實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

成都工業(yè)學(xué)院機(jī)電工程系

實(shí)驗(yàn)安全操作規(guī)程

因?yàn)楸緦ｎ}實(shí)驗(yàn)需要使用380V電源，具有較大危險(xiǎn)性，為了順利完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，確保人身安全與設(shè)備安全，實(shí)驗(yàn)者要遵守如下規(guī)定：

1、接線、拆線或多處改接線路時(shí)要切斷電源。實(shí)驗(yàn)中嚴(yán)禁帶電操作！任何時(shí)候人體都不得接觸導(dǎo)線、元件金屬裸露處等可能帶電的部分。

2、完成接線或改接線路后要經(jīng)指導(dǎo)教師檢查，并提醒周圍同學(xué)注意后方可接通電源。

3、實(shí)驗(yàn)中如發(fā)生事故，應(yīng)立即切斷電源，并妥善處理。

4、實(shí)驗(yàn)室總電源開(kāi)關(guān)的閉合由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)人員操作，其他人員允許分閘但不得合閘。

5、實(shí)驗(yàn)中電動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，要謹(jǐn)防衣服、圍巾和頭發(fā)等卷入其中造成人身傷害。

實(shí)驗(yàn)一 交流接觸器的檢測(cè)、拆裝與維修

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1、熟悉交流接觸器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；掌握交流接觸器的常見(jiàn)故障的維修方法。

2、熟悉常用工具、儀表的使用。

二、實(shí)驗(yàn)器材：

1、交流接觸器

2、萬(wàn)用表、常用工具

三、實(shí)驗(yàn)步驟

1、松去外殼的固定螺釘，取下并檢查內(nèi)部有無(wú)炭化現(xiàn)象。如有，用銼刀或小刀刮掉，并吹刷干凈。

2、用尖嘴鉗取下三副主觸頭的觸頭壓力彈簧和三個(gè)主觸頭的動(dòng)觸頭，檢查觸頭磨損狀況，決定是否需要修整或調(diào)換觸頭。

3、松去底蓋上的緊固螺釘，取下蓋板，取出靜鐵心，鐵皮支架和緩沖彈簧，用尖嘴鉗拔出線圈與連接樁頭之間的連接線。從靜鐵心上取出線圈，反作用力彈簧，動(dòng)鐵心和膠木支架。檢查動(dòng)靜鐵 接合處是否緊密，決定是否修整；檢查短路環(huán)是否完好。檢查完畢，將各零部件揩擦干凈。

4、裝配后，進(jìn)行10次通斷運(yùn)行，檢查主、輔觸頭的接觸電阻。注意事項(xiàng)：

拆卸時(shí)，要備盛放零部件的容器，以免零件失落。拆卸彈簧時(shí)要防止崩出。拆裝過(guò)程中，不允許硬撬。拆裝外殼時(shí)，應(yīng)避免碰撞。注意安全操作！

四、實(shí)驗(yàn)思考

1、交流接觸器的鐵心上裝有一短路銅環(huán)，它有什么作用？

2、交流接觸器滅弧方式及滅弧原理？

實(shí)驗(yàn)二

具有過(guò)載保護(hù)的長(zhǎng)動(dòng)和點(diǎn)動(dòng)控制線路

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1、通過(guò)對(duì)控制線路的接線，學(xué)會(huì)將電氣原理圖變換成安裝接線圖的方法。

2、了解電路中的各種保護(hù)。

3、掌握主電路、控制電路接線要求。

二、實(shí)驗(yàn)器材：

1、網(wǎng)孔板、導(dǎo)線、電器元件

2、萬(wàn)用表、常用工具

三、實(shí)驗(yàn)步驟：

控制電路原理圖

元器件布局圖

1、仔細(xì)閱讀原理圖，理解電路原理，并在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上列出元器件清單。

2、參照元件布局圖將元器件安裝在網(wǎng)孔板上。

3、按照原理圖完成電路連接，先接主回路，再接控制回路。

4、小組成員通過(guò)目測(cè)、儀表檢測(cè)確認(rèn)無(wú)誤后經(jīng)老師檢查，合格則可通電測(cè)試。注意事項(xiàng)：

扭緊壓線螺釘時(shí)注意用力適當(dāng)，防止野蠻操作損壞器件。導(dǎo)線剪斷前要精確計(jì)算，防止導(dǎo)線過(guò)短和過(guò)長(zhǎng)造成浪費(fèi)。通電測(cè)試必須要在老師的監(jiān)督指導(dǎo)下進(jìn)行！

四、實(shí)驗(yàn)思考：

1、設(shè)計(jì)兩地控制電機(jī)啟停的電路并繪制原理圖、布局圖，寫(xiě)出工作原理，要求兩地都有啟動(dòng)和停止功能。

實(shí)驗(yàn)三 三相異步電動(dòng)機(jī)雙重互鎖正反轉(zhuǎn)控制

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1、掌握按鈕互鎖與接觸器互鎖控制原理

2、熟悉按鈕的使用和正確接線

二、實(shí)驗(yàn)器材：

1、網(wǎng)孔板、導(dǎo)線、電器元件

2、萬(wàn)用表、常用工具

三、實(shí)驗(yàn)步驟：

控制原理圖

元器件布局圖

1、仔細(xì)閱讀原理圖，理解電路原理，并在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上列出元器件清單。

2、參照元件布局圖將元器件安裝在網(wǎng)孔板上。

3、按照原理圖完成電路連接，先接主回路，再接控制回路。

4、小組成員通過(guò)目測(cè)、儀表檢測(cè)確認(rèn)無(wú)誤后請(qǐng)老師檢查，合格則可通電測(cè)試。注意事項(xiàng)：

扭緊壓線螺釘時(shí)注意用力適當(dāng)，防止野蠻操作損壞器件。導(dǎo)線剪斷前要精確計(jì)算，防止導(dǎo)線過(guò)短和過(guò)長(zhǎng)造成浪費(fèi)。通電測(cè)試必須要在老師的監(jiān)督指導(dǎo)下進(jìn)行！

四、實(shí)驗(yàn)思考：

1、根據(jù)正反轉(zhuǎn)控制原理設(shè)計(jì)3路搶答器控制電路并繪制原理圖（只考慮控制回路），寫(xiě)出工作原理。

實(shí)驗(yàn)四 兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序控制線路

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1、加深對(duì)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)有特殊要求的控制線路的理解及明確先后關(guān)系。

2、通過(guò)訓(xùn)練，提高對(duì)控制線路故障分析和故障排除能力。

二、實(shí)驗(yàn)器材：

1、網(wǎng)孔板、導(dǎo)線、電器元件

2、萬(wàn)用表、常用工具

三、實(shí)驗(yàn)步驟：

1、根據(jù)以下控制功能設(shè)計(jì)原理圖，并在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上列出元器件清單、寫(xiě)出工作原理。

控制功能：在某臺(tái)機(jī)械設(shè)備中，電機(jī)是主軸驅(qū)動(dòng)奠基，電機(jī)是潤(rùn)滑系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。要求必須B先啟動(dòng)A后才能啟動(dòng)，A停止后B才能停止。

2、繪制元器件布局圖并按圖將元器件安裝在網(wǎng)孔板上。

3、按照原理圖完成電路連接，先接主回路，再接控制回路。

4、小組成員通過(guò)目測(cè)、儀表檢測(cè)確認(rèn)無(wú)誤后請(qǐng)老師檢查，合格則可通電測(cè)試。注意事項(xiàng)：

通電測(cè)試必須要在老師的監(jiān)督指導(dǎo)下進(jìn)行！

四、實(shí)驗(yàn)思考：

1、設(shè)計(jì)三臺(tái)電機(jī)順序啟動(dòng)逆序停止控制電路：要求啟動(dòng)時(shí)A啟動(dòng)后B才能啟動(dòng)，B啟動(dòng)后C才能啟動(dòng)；停止時(shí)C停止后B才能停止，B停止后A才能停止。繪制原理圖并敘述工作原理。

2、（選做）設(shè)計(jì)單按鈕控制電機(jī)啟停電路，即第一次按下按鈕電機(jī)啟動(dòng)，第二次按下電機(jī)停止，第三次按下電機(jī)再次啟動(dòng).........,以次類推。繪制原理圖并說(shuō)明工作原理。

第四篇：電機(jī)與控制模塊實(shí)訓(xùn)報(bào)告

電機(jī)與控制模塊實(shí)訓(xùn)報(bào)告

一、實(shí)訓(xùn)的目的：

鞏固所學(xué)的電機(jī)與控制的理論知識(shí)，學(xué)習(xí)常用電器控制元件和PLC的使用方法，訓(xùn)練學(xué)生把理論和實(shí)際結(jié)合起來(lái)分析和解決問(wèn)題的實(shí)際操作能力。

二、實(shí)訓(xùn)教學(xué)的基本要求：

1.熟悉常用的電器元件，包括名稱、左右、性能、參數(shù)和使用方法； 2.掌握簡(jiǎn)單電器控制系統(tǒng)的實(shí)際、界限安裝、運(yùn)行調(diào)試和故障排查； 3.掌握可編程控制器的基應(yīng)用； 4.鞏固、加深已學(xué)習(xí)的戲論知識(shí)；

5.寫(xiě)出實(shí)訓(xùn)報(bào)告，說(shuō)清楚實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路，闡述說(shuō)明其工作原理，匯報(bào)實(shí)訓(xùn)的結(jié)果，總結(jié)實(shí)訓(xùn)的收獲。

三、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容：

1.用常用的低壓電器元件實(shí)現(xiàn)如下的電機(jī)控制項(xiàng)目：

1）三相交流異步電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)控制；

電路圖如上所示

項(xiàng)目功能：

這個(gè)項(xiàng)目的功能是按下SB2開(kāi)關(guān)，電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間啟動(dòng)，按下SB3開(kāi)關(guān)，電機(jī)只啟動(dòng)一下即停止，即長(zhǎng)動(dòng)與點(diǎn)動(dòng)。SB1為停止開(kāi)關(guān)，按下電路開(kāi)路，電機(jī)停止。

項(xiàng)目原理：

這個(gè)項(xiàng)目的原理是，SB2按下時(shí)KM線圈接通，KM常開(kāi)開(kāi)關(guān)閉合，電路通過(guò)SB3常閉開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，為長(zhǎng)動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)SB3按下時(shí)電機(jī)只在按下時(shí)啟動(dòng)，一旦松開(kāi)開(kāi)關(guān)KM線圈就被開(kāi)路，電機(jī)停止。

2）三相交流異步電動(dòng)機(jī)自動(dòng)正、反轉(zhuǎn)往復(fù)循環(huán)控制；

電路圖如上所示

項(xiàng)目功能：

這個(gè)項(xiàng)目的功能是工作臺(tái)右移到SQ2位置時(shí)往左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)左移到SQ1位置時(shí)往右運(yùn)動(dòng)，如此往復(fù)。

項(xiàng)目原理：

電機(jī)由KM1和KM2這2組觸點(diǎn)控制，SB2啟動(dòng)按鈕按下，工作臺(tái)從SQ1位置右移，當(dāng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)到SQ2位置時(shí)，SQ2常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，KM1線圈開(kāi)路KM2線圈導(dǎo)通，工作臺(tái)左移。當(dāng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)到SQ1位置時(shí)，SQ1常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)KM2線圈開(kāi)路，KM1線圈導(dǎo)通工作臺(tái)右移，如此往復(fù)。

3）多臺(tái)三相交流異步電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)逆序停止控制；

電路圖如上所示

項(xiàng)目功能：

按下SB1按鈕，KM1導(dǎo)通觸點(diǎn)吸合電機(jī)M1啟動(dòng)，時(shí)間繼電器KT1導(dǎo)通，設(shè)定時(shí)間過(guò)后KT1吸合，KM2導(dǎo)通,電機(jī)M2啟動(dòng)。

然后按下SB2，KV線圈導(dǎo)通觸點(diǎn)吸合，同時(shí)KT2時(shí)間繼電器線圈導(dǎo)通，KT2設(shè)定時(shí)間過(guò)后,KT2常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，KM1和KM2開(kāi)路，電機(jī)M1和M2停止。

4）三相交流異步電動(dòng)機(jī)星形-三角形降壓?jiǎn)?dòng)控制；

電路圖如上所示

項(xiàng)目功能：

這個(gè)項(xiàng)目的功能是通過(guò)KM1和KM2的順序啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的星三角電壓?jiǎn)?dòng)。

項(xiàng)目原理：

SB2按鈕閉合以后，與之復(fù)式的常開(kāi)開(kāi)關(guān)會(huì)打開(kāi)，保證了KM2線圈不會(huì)得電，而KM1線圈得電，它所控制的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，從而使得KM1線圈通電自鎖，并且使KM2不得電，此時(shí)就是電機(jī)的星形啟動(dòng)狀態(tài)，KM1的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合還能使得KT線圈保持通電，當(dāng)KT設(shè)置的延時(shí)時(shí)間到達(dá)以后，它所控制的常閉觸點(diǎn)打開(kāi)KM1線圈失電，它所控制的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使得KM2線圈得電，KM2的常開(kāi)觸點(diǎn)吸合對(duì)其保持了自鎖狀態(tài)，同時(shí)使得KM1線圈得電，KM2線圈還能保持通電，此時(shí)，電機(jī)就完成了三角形的連接狀態(tài)。由此，我們得到了星形--三角形啟動(dòng)控制電路。

5）三相交流異步電動(dòng)機(jī)串電阻降壓?jiǎn)?dòng)控制；

電路圖如上所示

項(xiàng)目功能：

通過(guò)KM1和KM2的順序接通已經(jīng)電阻的分壓功能，實(shí)現(xiàn)降壓?jiǎn)?dòng)。項(xiàng)目原理：

按下SB2開(kāi)關(guān)，KM1和KT線圈導(dǎo)通,KM1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，此時(shí)電機(jī)由有電阻的電壓驅(qū)動(dòng)，KT延時(shí)時(shí)間到了后，KT常開(kāi)觸點(diǎn)閉合KM2線圈導(dǎo)通，KM2常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，此時(shí)電機(jī)由分壓后的KM1和為分壓的KM2電壓同時(shí)驅(qū)動(dòng)。

6）三相交流異步電動(dòng)機(jī)按時(shí)間原則控制的能耗制動(dòng)控制；

電路圖如上所示

項(xiàng)目功能：

KM1正常啟動(dòng)電機(jī)M，KM2用來(lái)接地使W端為低電平，從而制動(dòng)電機(jī)使電機(jī)迅速停止。

項(xiàng)目原理：

SB1開(kāi)關(guān)按下KM1線圈導(dǎo)通，KM1常開(kāi)觸點(diǎn)自鎖，電機(jī)啟動(dòng)。

SB2開(kāi)關(guān)按下KM2線圈導(dǎo)通KM2自鎖導(dǎo)通,KT線圈也導(dǎo)通，此時(shí)W端接地為低電平，使電機(jī)制動(dòng)，制動(dòng)一定時(shí)間后KT常閉端斷開(kāi)KM2斷開(kāi)，整個(gè)電路停止工作。

7）典型民用電器電路安裝調(diào)試；

電路圖如上所示

項(xiàng)目功能：

日光燈的啟動(dòng)原理。項(xiàng)目原理：

在圖示的電路中，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后電源把電壓加在啟輝器的兩極之間，使氖氣放電而發(fā)出輝光，輝光產(chǎn)生的熱量使U型動(dòng)觸片膨脹伸長(zhǎng)，跟靜觸片接通，于是鎮(zhèn)流器線圈和燈管中的燈絲就有電流通過(guò)。電路接通后，啟輝器中的氖氣停止放電，U型片冷卻收縮（啟輝器分壓少、輝光放電無(wú)法進(jìn)行，不工作），兩個(gè)觸片分離，電路自動(dòng)斷開(kāi)。在電路突然斷開(kāi)的瞬間，由于鎮(zhèn)流器電流急劇減小，會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì)，方向與原來(lái)的電壓方向相同喧個(gè)自感電動(dòng)勢(shì)與電源電壓加在一起，形成一個(gè)瞬時(shí)高壓，加在燈管兩端，使燈管中的氣體開(kāi)始放電，于是日光燈成為電流的通路開(kāi)始發(fā)光。日光燈開(kāi)始發(fā)光時(shí)，由于交變電流通過(guò)鎮(zhèn)流器的線圈，線圈中就會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，它總是阻礙電流變化的，這時(shí)鎮(zhèn)流器起著降壓限流的作用，保證日光燈正常工作。

鎮(zhèn)流器在啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)高壓，在正常工作時(shí)起降壓限流作用；啟輝器中電容器的作用是避免產(chǎn)生電火花。

四、心得體會(huì)

通過(guò)本次電機(jī)控制實(shí)物操作模塊的實(shí)訓(xùn)，我更加熟練地掌握了電機(jī)工作的原理以及控制電路的設(shè)計(jì)及安裝調(diào)試，在老師和同學(xué)的幫助下，我學(xué)到了很多，了解到一些課本上沒(méi)有的東西。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我明白了學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。特別應(yīng)該注意細(xì)心，很多實(shí)訓(xùn)過(guò)程中的硬件問(wèn)題我們都應(yīng)該自己找出問(wèn)題所在，這樣才能提高自己，感謝仉老師的悉心教導(dǎo)。

第五篇：控制電機(jī)總結(jié)

1將負(fù)載轉(zhuǎn)矩減少，、當(dāng)直流伺服電動(dòng)機(jī)電樞電壓、試問(wèn)此時(shí)電動(dòng)機(jī)的電樞電流、勵(lì)磁電壓不變時(shí)，電磁 如轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速將怎樣變化? 并說(shuō)明由原來(lái)的穩(wěn)態(tài)到達(dá)新的穩(wěn)態(tài)的物理過(guò)程。

答：此時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電樞電流減小，電磁轉(zhuǎn)矩減小，轉(zhuǎn)速增大。由原來(lái)的穩(wěn)態(tài)到達(dá)新的穩(wěn)態(tài)的物理過(guò)程分析如下：

開(kāi)始時(shí)，假設(shè)電動(dòng)機(jī)所加的電樞電壓為Ua1，勵(lì)磁電壓為Uf，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為n1，產(chǎn)生的反電勢(shì)為Ea1，電樞中的電流為Ia1，根據(jù)電壓平衡方程式： Ua1=Ea1+Ia1Ra=CeΦn1+Ia1Ra 則此時(shí)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩T=CTΦIa1，由于電動(dòng)機(jī)處于穩(wěn)態(tài)，電磁轉(zhuǎn)矩T和電動(dòng)機(jī)軸上的總阻轉(zhuǎn)矩Ts平衡，即T=Ts。當(dāng)保持直流伺服電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電壓不變，則Φ不變；如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩減少，則總的阻轉(zhuǎn)矩Ts=TL+T0將減少，因此，電磁轉(zhuǎn)矩T將大于總的阻轉(zhuǎn)矩，而使電動(dòng)機(jī)加速，即n將變大；n增大將使反電勢(shì)Ea變?cè)龃蟆榱吮３蛛姌须妷浩胶猓║a=Ea+IaRa），由于電樞電壓Ua保持不變，則電樞電流Ia必須減少，則電磁轉(zhuǎn)矩也將跟著變小，直到電磁轉(zhuǎn)矩小到與總阻轉(zhuǎn)矩相平衡時(shí)，即T=Ts，才達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)。與負(fù)載轉(zhuǎn)矩減少前相比，電動(dòng)機(jī)的電樞電流減小，電磁轉(zhuǎn)矩減小，轉(zhuǎn)速增大。

2現(xiàn)象？、什么是異步伺服電動(dòng)機(jī)的自轉(zhuǎn)現(xiàn)象？如何消除自轉(zhuǎn)答：在異步伺服電動(dòng)機(jī)中，正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩是Te+,反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩是Te-,兩者合成的結(jié)果是Te.正向旋轉(zhuǎn)時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩Te是正值；反向旋轉(zhuǎn)時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩Te是負(fù)值，這說(shuō)明Te總是驅(qū)動(dòng)性質(zhì)的，電動(dòng)機(jī)在兩個(gè)方向都可以旋轉(zhuǎn)。這種情況對(duì)于伺服電動(dòng)機(jī)而言是不利的，相當(dāng)于控制信號(hào)消失而仍有角位移或角速度位移輸出，稱為“自轉(zhuǎn)現(xiàn)象”。消除方法:增大轉(zhuǎn)子電阻，使正向電磁轉(zhuǎn)矩Te+和反向電磁轉(zhuǎn)Te-的臨界轉(zhuǎn)差率Sem>1，這時(shí)，正向旋轉(zhuǎn)時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩Te是負(fù)值；反向旋轉(zhuǎn)時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩Te是正值，即Te總是制動(dòng)的。因此在控制電壓為零時(shí)，電動(dòng)機(jī)在兩個(gè)方向都不可能自轉(zhuǎn)。

3值控制，即僅改變控制繞組電壓、異步伺服電動(dòng)機(jī)的控制方式有哪些？Uc的幅值；答：（（2）

1、相位）、幅控制，即僅改變控制繞組電壓Uc的相位；（3）、幅-相控制，即同時(shí)改變控制繞組電壓Uc的幅值和相位。4應(yīng)的影響，為了減小電樞反應(yīng)對(duì)輸出特性的影響，在直、直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的誤差原因和減小方法？ ①電樞反流測(cè)速發(fā)電機(jī)的技術(shù)條件中標(biāo)有最高轉(zhuǎn)速和最小負(fù)載電阻值，在作用時(shí)，轉(zhuǎn)速不得超過(guò)最高轉(zhuǎn)速，所接負(fù)載不得小于給定的電阻值，以保證非線性誤差較小。②延遲換向的影響。為提高測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出特性的線性度，對(duì)小容量的發(fā)電機(jī)，通常采用限制最高轉(zhuǎn)速的措施來(lái)減小延遲換向去磁效應(yīng)的影響。③溫度的影響。解決方法：（1）勵(lì)磁回路串聯(lián)熱敏電阻并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（2）勵(lì)磁回路串聯(lián)阻值較大的附加電阻R，R用溫度系數(shù)很小的錳鎳或鎳銅合金制成。當(dāng)溫度增加時(shí)，勵(lì)磁回路總電阻（R+Rf）變化甚微。（3）將磁路設(shè)計(jì)的比較飽和，電流變化較大時(shí)，磁通變化很小。④紋波的影響。測(cè)速發(fā)電機(jī)在設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、以及制造工藝上都采取一系列措施來(lái)減小紋波電壓的幅值。⑤電刷接觸壓降△Ub對(duì)輸出特性的影響。為了減小電刷接觸壓降的影響，縮小不靈敏區(qū)，在直流測(cè)速發(fā)電機(jī)中，常采用接觸壓降較小的銀—石墨電刷。在高精度的直流測(cè)速發(fā)電機(jī)中還采用銅電刷，并在它和換向器的接觸表面鍍上銀層，使換向器不易磨損。

5最高轉(zhuǎn)速，、為什么直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速不宜超過(guò)規(guī)定的而負(fù)載電阻不能小于規(guī)定的電阻值？ 答：根據(jù)直流電動(dòng)機(jī)的電樞反應(yīng)理論，電樞電流所產(chǎn)生的電樞磁場(chǎng)對(duì)主磁場(chǎng)有消弱作用，使合成磁場(chǎng)的波形發(fā)生畸變，并且負(fù)載電阻越小或者轉(zhuǎn)速越高時(shí)，電樞電流就越大，磁場(chǎng)的削弱作用就越強(qiáng)，造成輸出的特性的非線性。因此，為了減小電樞電流及電樞反應(yīng)的去磁作用，應(yīng)盡可能采用比較大的負(fù)載電阻，并保證轉(zhuǎn)速不得超過(guò)規(guī)定的最高轉(zhuǎn)速。

6、感應(yīng)測(cè)速發(fā)電機(jī)線性誤差及分析。線性誤差定義：在額定勵(lì)磁條件下，測(cè)速發(fā)電機(jī)在最大線性工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，實(shí)際輸出電壓與理想輸出電壓的最大絕對(duì)誤差△Umax與線性輸出電壓特性所對(duì)應(yīng)的最大輸出電壓U2m之比，稱作線性誤差δ1，即δ1=△Umax/U2m*100%。產(chǎn)生原因：在敘述感應(yīng)測(cè)速發(fā)電機(jī)的工作原理時(shí)，忽略了定子漏阻抗Zf,即勵(lì)磁繞組的電阻rf=0和漏電抗xf=0，認(rèn)為Uf=Ef,即Φf=Φf0不變以及忽略轉(zhuǎn)子杯導(dǎo)條的漏

電抗xr，從而使Φ2在N2繞組軸線上脈振。（1）勵(lì)磁繞組的漏阻抗Zf引起直軸磁通Φf的變化（2）杯形轉(zhuǎn)子繞組漏電抗xr產(chǎn)生直軸去磁效應(yīng)。（3）交軸磁通Φ2在直軸上的去磁效應(yīng)。為了減小線性誤差，應(yīng)盡可能地減小勵(lì)磁繞組的漏阻抗Zf，并采用高電阻率材料制成非磁性杯形轉(zhuǎn)子，最大限度地減小轉(zhuǎn)子漏電抗xr.7電壓產(chǎn)生的原因以及消除或削弱的方法？、什么是異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的剩余電壓？簡(jiǎn)要說(shuō)明剩余答：當(dāng)異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組已經(jīng)供電，轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，輸出繞組所產(chǎn)生的電壓稱為剩余電壓，用Us表示。原因：剩余電壓又稱零速電壓，它由兩部分組成：一部分是固定分量Usz，其值與轉(zhuǎn) 子位置無(wú)關(guān)；另一部分是交變分量Usj,其位置與轉(zhuǎn)子位置有關(guān)。

剩余電壓分量Usz產(chǎn)生的主要原因是：勵(lì)磁繞組與輸出繞組不正交，磁路不對(duì)稱，或氣隙不均勻等；剩余電壓交變分量Usj產(chǎn)生的主要原因是空心杯轉(zhuǎn)子的不對(duì)稱，空心材料的不均勻，杯的厚度不一致等。

和輸出繞組分開(kāi)放置，將勵(lì)磁繞組置于外定子鐵心，輸消弱方法：

1、采用四級(jí)電機(jī)的結(jié)構(gòu)

2、將勵(lì)磁繞組出繞組置于內(nèi)定子鐵心

3、采用補(bǔ)償繞組抵消剩余電壓

4、采用補(bǔ)償電路抵消剩余電壓

8、分別簡(jiǎn)述力矩式自整角機(jī)和控制式自整角機(jī)的工作原理。

接入同一單相交流電源，三相整步繞組按相序?qū)?yīng)相答:力矩式自整角機(jī)的原理：兩臺(tái)自整角機(jī)的勵(lì)磁結(jié)組接。當(dāng)兩機(jī)的勵(lì)磁繞組中通入單相交流電流時(shí)，在兩機(jī)氣隙中產(chǎn)生脈動(dòng)磁場(chǎng)，ZLJ轉(zhuǎn)子由原來(lái)的轉(zhuǎn)子軸線位置轉(zhuǎn)動(dòng)δ角。當(dāng)忽略磁路飽和的影響。可分別單獨(dú)討論ZLF和ZLJ勵(lì)磁作用。然后進(jìn)行疊加。磁場(chǎng)的直軸分量B（1-cosδ）與轉(zhuǎn)子電流if相互作用產(chǎn)生電磁力，但不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。交軸分量Bsinδ與if相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。當(dāng)失調(diào)角δ減小到零時(shí)，磁場(chǎng)的交軸分量Bsinδ為零，即轉(zhuǎn)矩為0，使ZLJ轉(zhuǎn)子軸線停止在與ZLF轉(zhuǎn)子軸線一致的位置上，即達(dá)到協(xié)調(diào)位置。ZLJ是在整步轉(zhuǎn)矩作用下，實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)跟隨作用的。

控制式自整角機(jī)的原理：當(dāng)控制式自整角機(jī)的發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)送機(jī)與接收機(jī)的轉(zhuǎn)子偏離協(xié)調(diào)位置，接收機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并輸出一定大小的電壓，該電壓經(jīng)放大器放大后，給伺服電動(dòng)機(jī)供電，帶動(dòng)接收機(jī)轉(zhuǎn)子及負(fù)載一起旋轉(zhuǎn)，使失調(diào)角和輸出電壓逐漸減小，直至協(xié)調(diào)的位置。如果發(fā)送機(jī)的轉(zhuǎn)子連續(xù)旋轉(zhuǎn)，則接收機(jī)的轉(zhuǎn)子及負(fù)載也將連續(xù)地同步旋轉(zhuǎn)。

何謂靜穩(wěn)定區(qū)、動(dòng)穩(wěn)定區(qū)和穩(wěn)定裕度？它們與步距角有什么關(guān)系？答：靜穩(wěn)定區(qū)是（—~+π）。當(dāng)θe=0時(shí)，T=0，該位置稱為穩(wěn)定平衡點(diǎn)。當(dāng)θe=+-π的位置稱為不穩(wěn)定平衡點(diǎn)。當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)處于矩角特性曲線n所對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，輸入一個(gè)脈沖，使其控制繞組改變通電狀態(tài)，矩角特性向前躍移一個(gè)步距角θse。把（-π+θse）<<(π+θse)稱為動(dòng)穩(wěn)定區(qū)。步距角越 小，動(dòng)穩(wěn)定區(qū)越接近靜穩(wěn)定區(qū)。把矩角特性曲線n的穩(wěn)定平衡點(diǎn)O離開(kāi)曲線（n+1）的不穩(wěn)定平衡點(diǎn)（-π+θse）的距離，稱為穩(wěn)定裕度。θr=π-θse=π-2π/m=π/m(m-2)