电力拖动与运动控制系统B教案

1、中国矿业大学授课教案授课人：王颖杰系（部）：电气系系主任：邓先明 2014年03月28日课程名称电力拖动与运动控制系统B总学时数56适用专业电气工程及自 动化课程编号学分数年St课程类型必修课校级公共课（）：专业基础课（4 ）;专业核心课（）选修课专业方向课（）：专业选修课（）：全校任选课（）是否多媒体教学是（Y ）；否（）考核方式考试（Y）：考查（）教材名称电力拖动自动控制系统（第四 版）作者阮毅出版社及 出版时间机械工业出版社 2010年01月学时分配教学容课堂 讲授课堂讨论录像实验合计第1章绪论及直流调速系统引言部分2第2章转速反馈控制的直流调速系统2.1.1晶闸管一电动机系统22.1.

2、2直流PWM变换器-电动机系统22.2稳态调速性能指标和直流调速系统的机械 特性22.3转速反馈控制的直流调速系统2.3.1 转速反馈控制直流调速系统的数学模型22.3.2比例控制的直流调速系统22.3.3比例积分控制规律和无静差调速系统22.3.3直流调速系统的稳态误差分析2.4直流调速系统的数字控制2.4.1微机数字控制的特殊问题2242转速检测的数字化2第3章 转速、电流反馈控制的直流调速系统3.1 转速、电流双闭环调速系统的组成及其静 态特性3.2 双闭环直流调速系统的动态数学模型和 动态性能分析23.3转速、电流反馈控制的直流调速系统的设 计23.4按工程设计方法设计双闭环调速系统的

3、 转速调节器和电流调节器2矿业大学授课教案第1章绪论及直流调速系统引言部分第1次课/学时2学时教学目的及要求1 .自我介绍，了解班级情况2 .介绍本课程的背景知识，包括应用及学习方法，介绍参考书3 . 了解直流电动机的三种调速方法，引出可控直流电源，介绍其在直流电动机调 速中的关键作用。教学重点1.电力拖动自动控制系统的应用以及三种调速方法教学难点教学容及安排视频内容课堂讨论1、电力拖动在国民经济中的作用电力拖动又称电气传动，即以电动机作为原动机驱动生产 机械。电力拖动控制系统简称电力拖动系统，是将电能转换为机 械能的系统总称，完成生产机械的起动、停止、正反转、调速 等任务，使被拖动机械按预定

4、方式运行，满足生产工艺的要求。 国际电工委员会将“电力拖动''归入"运动控制”范畴。电气传动在国民经济起着重要作用，广泛用于冶金、轻工、 矿山、石化、航空航天等行业，以及日常生活中，用电量占我 国总发电量的60%以上，产品以每年15%的速度递增，市场前景 广阔。2、运动控制系统及其组成3、运动控制系统的历史与发展4、运动控制系统的转矩控制规律5、生产机械的负载转矩特性6、直流电动机转速和其他参量之间的稳态关系可表示为：U-IR n =K从上式可以看出，调节电动机的转速有三种方法：1）调节电枢供电电压 0 2.）减弱励磁磁通。3）改变电枢回路电阻R。对于一定范围内无级平

5、滑调速的系统来说，调节电枢供电电压的方式最好。W.本章思考题：比较三种调速方法的优缺点。小结中国矿业大学授课教案第2章转速反馈控制的直流调速系统2.1.1晶闸管一电动机系统第2次课/学时2学时教学目的及要求1 .掌握晶闸管一电动机系统的机械特性及传递函数。2 .熟悉晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数3 .了解V-M系统触发脉冲的相位控制及抑制电流脉动的措施。教学重点1.重点是晶闸管一电动机系统的机械特性及传递函数教学难点1.V-M系统触发脉冲的相位控制及抑制电流脉动的措施°视频内容教学容及安排完整的V-M系统机械特性，分为电流连续区和电流断续 区。由图可见：1）当电流连续时，特

6、性硬：2）当电流断续时，特性很软，呈显著的非线性，理想空载 转速翘得很高。晶闸管触发和整流装置的放大系数可以由工作范闱内的特 性斜率决定，计算方法是：K,=4本章思考题：为什么在VM系统中电流会出现断续的情况？小结中国矿业大学授课教案第2章 转速反馈控制的直流调速系统2.1.2直流PWM变换器-电动机系统第3次课/学时2学时教学目的及要求L掌握桥式可逆PWM变换器工作原理，2 .熟悉直流脉宽调速系统的机械特性和PWM控制与变换器的数学模型。3 .了解不可逆PWM变换器、和带制动电流通路的不可逆PWM变换器的工作原理 及特点。直流脉宽调速系统的机械特性和PWM控制与变换器的数学模型。教学重点桥式

7、可逆PWM变换器工作原理。教学难点教学容及安排PWM调制就是把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可 变的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出平均电压的大小。与晶闸管装置一样, 惯性环节：PWM装置可以近似看成是一个一阶视频内容叱n ：7> + 1本章思考题：为什么PWM电动机系统比VM系统能够获得更好的动态性能。小结中国矿业大学授课教案第2章转速反馈控制的直流调速系统2.2稳态调速性能指标和直流调速系统的机械特性第4次课/学时2学时教学目的及要求1.掌握转速控制的要求和稳态调速性能指标。2,熟悉生产工艺对转速控制的要求，熟悉稳态性能指标以及之间的关系。3 ,掌握开环调速系统及其存在的问

8、题。教学重点1 .稳态性能指标以及之间的关系。2 .掌握开环调速系统及其存在的问题。教学难点教学容及安排视频内容课堂讨论两个调速指标：调速范围和静差率。1）调速范围0 = 4 2）静差率s = q 而n%3）直流变压调速系统中调速范围、静差率和额定速降之间的关系：D= 2升坏系统速降：G举例计算，以量化的指标感性认识开环系统的问题。本章思考题：开坏调速系统存在的速降问题如何解决？小结中国矿业大学授课教案第2章 转速反馈控制的直流调速系统2.2转速反馈控制的直流调速系统2.3.1转速反馈控制直流调速系统的数学模型第5次课/学时2学时教学目的及要求1 .掌握闭环直流调速系统稳态参数的计算方法。掌握

9、闭环调速系统的组成及其静 特性。2 .掌握转速反馈控制直流调速系统的动态数学模型。教学重点1.闭环调速系统的组成及其静特性。教学难点2.转速反馈控制直流调速系统的动态数学模型。教学容及安排视频内容课堂讨论转速负反馈闭环直流调速系统的静特性方程式:Cc(l + X)KpK、U；"R - KpK,U： 。晨1 + '阳”)51 + /0开环系统机械特性和闭环系统静特性的关系:1/R7；歼1%=(l + K)Apa)图2-21额定励磁下直流电动机的动态结构框图本章思考题:转速单闭环调速系统有哪些特点？改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？小结中国矿业大学授课教案第2章转速反馈控

10、制的直流调速系统2.3转速反馈控制的直流调速系统2.3.2比例控制的直流调速系统第6次课/学时2学时教学目的及要求1 .掌握开环系统特性和闭环系统特性的关系2 .反馈控制规律三个基本特征。3 比例控制闭环直流调速系统的动态稳定性。教学重点教学难点1 .开环系统特性和闭环系统特性的关系。2 .比例控制闭环直流调速系统的动态稳定条件。教学容及安排视频内容课堂讨论/dL（S）/1) /人p俄X吟y"17Q4 At;S+IUnG)七件反馈控制闭环直流调速系统的稳定aA <T；右边称作系统的临界放大系数Kc V不稳定。包2当KNKr时，系统将 VI本章思考题：比例控制的直流调速系统为什么

11、会有静差？小结1/CeS+I中国矿业大学授课教案第2章转速反馈控制的直流调速系统2.3.3比例积分控制规律和无静差调速系统第7次课/学时2学时教学目的及要求通过本节的学习，使得学生能够掌握比例积分控制规律。由于积分功能的引入，使 得控制系统具有无静差的特性。教学重点教学难点1 ,比例积分控制规律。1.无静差直流调速系统°w.视频内容教学容及安排一、积分调节器和积分控制规律1.积分调节器积分调节器的传递函数为：积分调行器的特性如图所示：2、转速的积分控制规律：采用积分调节器，当转速在稳态时达 到与给定转速一致，系统仍有控制信号，保持系统稳定运行， 实现无静差调速。3、比例与积分控制的比

12、较：比例调门器的输出只取决于输入偏 差量的现状：而积分调节.器的输出则包含了输入偏差量的全部 历史。二、比例积分控制规律：比例枳分控制综合了比例控制和积分 控制两种规律的优点，又克服了各自的缺点，扬长避短，互相 补充。比例部分能迅速响应控制作用，积分部分则最终消除稳 态偏差。max三、无静差直流调速系统及其稳态参数计算 转速反馈系数：本章思考题：比例枳分控制的直流调速系统为什么会无静差?小结中国矿业大学授课教案第2章转速反馈控制的直流调速系统2.3.3直流调速系统的稳态误差分析2.4直流调速系统的数字控制2.4.1 微机数字控制的特殊问题第8次课/学时2学时教学目的及要求1 .三种调节器在阶跃

13、给定输入的稳定误差；2 .扰动引起的稳态误差3 .数字控制的特点教学重点1.三种调节器的调速系统在阶跃给定输入的稳定误差比较分析。教学难点教学容及安排视频内容课堂讨论一、阶跃给定输入和扰动引起的稳定误差1)由扰动引起的稳态误差取决于误差点与扰动加入点之 间的传递函数。2)比例控制的调速系统，该传递函数无积分环伺，故存 在扰动引起的稳态误差，称作有静差调速系统；3)积分控制或比例枳分控制的调速系统，该传递函数具 有积分环节，所以由阶跃扰动引起的稳态误差为0， 称作无静差调速系统。三、微机数字控制系统的主要特点是：离散化和数字化：离散化和数字化的结负而效应：时间上和量值上的不连续 性。1 .数字量

14、化：量化的原则：在保证不溢出的前提下，精度 越高越好。可用存储系数K来显示量化的精度2 .采样频率的选择香农(Shannon)采样定理。在一般情况下，可以令采样 周期7 ,», 7mm为控制对象的最小时间常数。1 *uu - / 4t/ * min(4 10)3.微机数字控制系统的输入与输出变量可以是模拟量，也 可以是数字量。本章思考题：闭环调速系统有哪些基本特征？小结中国矿业大学授课教案第2章 转速反馈控制的直流调速系统 242转速检测的数字化第9次课/学时2学时教学目的及要求掌握三种基本的数字测速方法，各自的特点、性能指标及应用场合。教学重点1 .数字测速指标：分辨率、误差率。2

15、 . M法测速，T法测速，M“法测速。教学难点教学容及安排视频内容课堂讨论3.3.1数字测速指标1.1.1改变一个计数字所对应的转速变化量来表示分辨率，用符 号Q表示。0 =越小，说明该测速方法的分辨能力越强。1.1.2 差率转速实际值和测量值之差的与实际值之比定义为测速 误差率，6% =产X100%，测速误差率反映了测速方法的准确性, 越小准确度越裔。1.1.3 M法测速测取Tc时间内旋转编码器输出的脉冲个数Mi，用以计算 这段时间内的平均转速，60Ml.称作M法测速电机的转速为"ZT I，minM法测速的分辨率：6a% =-xl00%M法测速误差率：° =里'&

16、#39;M法测速适用于高速段。S1.1.4 T法测速：记录编码器两个相邻输出脉冲间的高频 脉冲个数M?, f。为高频脉冲频率。电机转速：T法测速的分辨率：。.七二"r/minT法测速误差率：jllux % = _!xioo%加2T法测速适用于低速段。M111.1.5 M“法测速把M法和T法结合起来，既检测Tc时间内旋转编码器输 出的脉冲个数Mi，又检测同一时间间隔的高频时钟脉冲个数 Mz,用来计算转速，称作M"法测速60M 6OM.fo 一 电机转速"=肛=r/m,n本章思考题：小结中国矿业大学授课教案第3章转速、电流反馈控制的直流调速系统3.1 转速、电流双闭环

17、调速系统的组成及其静态特性3.2 双闭环直流调速系统的动态数学模型和动态性能分析第10次课/学时2学时L掌握双闭环直流调速系统的静特性。2 ,熟悉各变量的稳态工作点和稳态参数计算。3通过本日学习，使同学掌握双环系统起动过程及其分析方法（调竹器饱和及 不饱的影响）、双环系统抗扰性能及两个调F.器的作用1.双闭环直流调速系统的静特性。教学重点 2,转矩控制的概念，双闭环系统的分析方法。1.双环系统起动过程及其波形，波形的各关键点，双环系统抗扰性能分析。教学难点视频内容教学容及安排一、转速、电流双闭环调速系统组成根据要求，将电流、转速调节器分别用两个调节器，由 于是调速系统，所以转速环为外环，转速环

18、的输出作为 电流环的给定。二、转速、电流双闭环调速卅5一系统的稳态结构框图和静 /： 11特性< III "Zj ： k静特性分转速调节器（ASR）T1不饱和和饱和两部分讨论。”4W三、起动过程分析：电流上升阶段：由于转速变化慢，转速调节招很快演口。（ 2 :转速上升阶段：电机在最大电流下以叵加速度升速。（3 ）转速调整阶段：当电机转速上升到 >给定转速时，ASR退饱和。起动过程特点：饱和非线性控制、转速必又超调、准时间最优控制达到了优化起动过程的要求。本章思考题：由于机械原因，造成转轴堵死，试分析双闭环直流调速系统的工作状态。小结中国矿业大学授课教案W.第3章 转速、电

19、流反馈控制的直流调速系统3.3转速、电流反馈控制的直流调速系统的设计第11次课/学时2学时教学目的及要求通过本节学习，使同学掌握工程设计方法的思路、典型系统的性能指标 及非典型系统的典型化一一些环节的近似处理，掌握电力传动系统的工 程设计方法。教学重点1.工程设计方法的基本思路，典型系统的性能指标及参数变化对系统性能 影响的趋势。教学难点教学容及安排视频内容课堂讨论一.工程设计方法的基本思路1 .确保系统稳定一一选择调门器的结构一一尽量采用典型系 统2 .满足系统性能指标选择调节器的参数二.控制系统动态性能指标1 .跟随性能指标：超调量、上升时间及调整时间2 .抗扰性能指标：动态降落及恢复时间

20、三.典型系统及其相应的性能指标1 .典型I型系统结构及其性能指标2 .典型n型系统结构及其性能指标四.非典型系统典型化：包括调行器结构选择和传递函数 的近似处理本章思考题：典型I型、典型n型性能区别及原因。小结中国矿业大学授课教案第3章 转速、电流反馈控制的直流调速系统3.4按工程设计方法设计双闭环调速系统的转速调节器和电流调节器第12次课/学时2学时教学目的及要求通过本节学习，使同学掌握工程设计方法的思路、典型系统的性能指标 及非典型系统的典型化一一些环节的近似处理，掌握电力传动系统的工 程设计方法。教学重点1.电流环、转速环的设计。教学难点1.退饱和超调量的计算。教学容及安排视频内容课堂讨

21、论电流调节器设计：1 .电流环结构图的简化：2 .电流调节器结构的选择3 .电流调节器参数的计算转速调节器的设计：1 .电流环的近似（降阶近似，需校验），将电流环 近似为一阶惯性环节。2 .转速调节器结构选择3 .电流调节器参数的计算本章思考题：电流调行器和速度调节器为什么要分别按照典型I型、典型n型设计，可否反过来设计。小结w.矿业大学授课教案第4章 可逆控制和弱磁控制的直流调速系统4.1直流PWM可逆调速系统第13次课/学时2学时教学目的及要求1 .了解为什么需要可逆调速系统以及了解可逆直流调速系统。2 .熟悉桥式PWM组成原理、速度反向的过渡过程和能量回馈。3 .单片机控制PWM可逆直流

22、调速系统的组成教学重点桥式PWM变换的原理：速度反向时的工作过程。教学难点教学容及安排视频内容课堂讨论W.一、桥式可逆PWM变换器电路: 十a 2_L二、电动机反向轨迹：TdL一小三、微机数字控制双闭环直流PWM调速系统硬件结 构本章思考题：分析直流脉宽调速系统的不可逆和可逆电路的区别.小结中国矿业大学授课教案第4章可逆控制和弱磁控制的直流调速系统4.2 V-M可逆直流调速系统4.2.1 V-M可逆直流调速系统的主回路及环流4.2.2 V-M可逆直流调速系统的控制第14次课/学时2学时教学目的及要求1 .熟悉有环流控制的可逆晶闸管-电动机系统及其控制。2 . a邛配合控制的有环流可逆V-M系统

23、。教学重点教学难点教学容及安排视频内容课堂讨论一、有环流控制的可逆晶闸管-电动机系统1 .两组晶闸管装置反并联线路与可逆V-M系统的四象限运行：2 . V-M系统反并联可逆线路的工作状态3 .可逆V-M系统中的环流问题二、有环流控制的可逆晶闸管-电动机系统本章思考题:小结中国矿业大学授课教案第4章 可逆控制和弱磁控制的直流调速系统4.2 V-M可逆直流调速系统423转速反向的过渡过程分析第15次课/学时2学时教学目的及要求1 .熟悉无环流控制的可逆晶闸管-电动机系统及其控制。2 .转速反向的过渡过程分析教学重点无环流控制的可逆晶闸管-电动机系统及其控制：转速反向的过渡过程的三个阶段。教学难点教

24、学容及安排视频内容课堂讨论一、无环流控制的可逆晶闸管-电动机系统1 .逻辑控制无环流可逆调速系统的组成和工作原理2 .无环流逻辑控制环节二、转速反向过渡过程分析1、本组逆变阶段2、它组整流阶段3、它组逆变阶段本章思考题：逻辑无环流从高速制动到低速时需经过几个象限？相应电动机与晶闸管状态如何？小结第16次课/学时授课教案第5章基于稳态模型的异步电动机调速系统5.1异步电动机稳态数学模型和调速方法2学时w.教学目的及要求1 .熟悉异步电动机稳态数学模型，2 ,熟悉异步电动机调速系统的三种分类及其优缺点。异步电动机调速系统的优缺点；异步电动机调速系统的分类及其优缺点。教学重点教学难点教学容及安排视频

25、内容 课堂讨论一、异步电动机稳态等效电路三、异步电动机的调速方法：改变电动机参数、电源电压 和电源频率（或角频率）本章思考题:小结中国矿业大学授课教案第5章基于稳态模型的异步电动机调速系统5.2异步电动机的调压调速中国矿业大学授课教案笫5章基于稳态模型的异步电动机调速系统5.3异步电动机的变压变频调速第18次课/学时2学时教学目的及要求L了解异步电动机变压变频调速的控制特性。2,掌握变压变频调速的基本原理和控 制方法。3.熟悉基频以下电压补偿控制。教学重点基频以下：恒压频比，恒EJ多控制，恒已/叼控制，恒磁，恒转矩调速；基频 以上：电压恒定，弱磁恒功率调速。教学难点视频内容课堂讨论教学容及安排

26、621基频以下调速保持。不变，当频率占从额5 %定值/卬向下调节时，使生=常值,采用电动势频率比为恒值的控制方式。当电动势值较高时，忽略 6定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压4纥，则得5 =常值，这是恒压频比的控制方式。带定子压降补偿的恒压 fl频比控制特性示于图中的线，无补偿的控制特性则为线。6.2.2基频以上调速5在基频以上调速时，频率从u 加向上升高，保持 : mN使磁通与频率成反比地降低，相当于直流电 机弱磁升速的情况。把基频 。 以下和基频以上两种情况 的控制特性画在一起，如图所示。在基频以下，属于“恒转矩调速”性质，而在基频以上，转速 升高时磁通降低，基本上属于“恒功率调速”

27、。本章思考题：变频调速为何要与电压协调控制，可否保持电压恒定？小结中国矿业大学授课教案第5章基于稳态模型的异步电动机调速系统5.4电力电子变压变频器5.4.1 交-直交PWM变频器主回路542正弦波脉宽调制(SPWM)技术第19次课/学时2学时教学目的及要求1.了解电力电子变压变频器结构类型。2,掌握脉宽调制(PWM)技术的基本原理及实现方法，掌握SPWM技术。3.掌握CFPWM技术。教学重点SPWM技术和CFPWM技术的原理。教学难点教学容及安排视频内容课堂讨论W.一、正弦波脉宽调制(SPWM)技术以正弦波作为调制波(Modulation wave),以频率比调制波 高得多的等腰三角波作为载

28、波(Carrier wave),由它们的交点 确定逆变器开关器件的通断时刻，从而获得两边窄中间宽的一 系列等幅不等宽的矩形波。按照波形而积相等的原则，每一个矩形波的面积与相应位 置的正弦波而积相等，因而这个序列的矩形波与期望的正弦波 等效。这种调制方法称作正弦波脉宽调制(Sinusoidal pulse width modulation,简称SPWM),这种序列的矩形波称作SPWM 波。二、电流跟踪 PWM (CFPWM, Current Follow PWM)的控制 方法在原来主回路的基础上，采用电流闭环控制，使实际电流 快速跟随给定值。W.本章思考题:小结中国矿业大学授课教案第5章基于稳态

29、模型的异步电动机调速系统5.4电力电子变压变频器5.4.4电流跟踪PWM控制技术545电压空间矢量PWM(SVPWM)控制技术2学时第20次课/学时1 ,熟悉电压空间矢量PWM (SVPWM)控制技术。教学目的及要求1,电压空间矢量PWM (SVPWM)控制技术：空间矢量的定义，电压与磁链空间矢教学重点 量的关系，六拍阶梯波逆变器与正六边形空间旋转磁场，教学难点1 .电压空间矢量的线性组合与SVPWM控制教学容及安排视频内容课堂讨论一、电压空间矢量PWM (SVPWM)控制技术(或称 磁链跟踪控制技术)把逆变器和交流电动机视为一体，按照跟踪圆形旋转磁场 来控制逆变器的工作，这种控制方法称作“磁

30、链跟踪控制“，磁 链的轨迹是交替使用不同的电压空间矢量得至IJ的，所以又称“电 压空间矢量 PWM (SVPWM, Space Vector PWM)控制:1 .空间矢量的定义2 .电压与磁链空间矢量的关系3 .六拍阶梯波逆变器与正六边形空间旋转磁场4 .电压空间矢量的线性组合与SVPWM控制本章思考题：论述下三种调制策略的基本特征、各自的优缺点。小结中国矿业大学授课教案第5章基于稳态模型的异步电动机调速系统5.5转速开环变压变频调速系统5.6转速闭坏转差频率控制的变压变频调速系统第21次课/学时2学时教学目的及要求1,了解数字控制通用变频器-异步电动机调速系统原理图，各主要环节.的功能。2,

31、掌握转差频率控制的基本概念和控制规律，转差频率控制的变压变频调速系统的 实现，转差频率控制的变压变频调速系统的优点与不足之处。3 ,理解转差频率控制的基本概念。教学重点1.转差频率控制的基本概念，基于异步电动机稳态模型的转差频率控制规律，转差 频率控制的变压变频调速系统。教学难点教学容及安排视频内容课堂讨论一、转速开环恒压频比控制调速系统通用变频器-异 步电动机调速系统所谓“通用”，包含着两方而的含义：一是可以和通用的笼 型异步电动机配套使用：二是具有多种可供选择的功能，适用 于各种不同性质的负载。现代PWM变频器的控制电路大都是以微处理器为核心的 数字电路，其功能主要是接受各种设定信息和指令

32、，再根据它 们的要求形成驱动逆变器工作的PWM信号。二、转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统 转速开环变频调速系统可以满足平滑调速的要求，但静、 动态性能都有限，要提高静、动态性能，要用转速反馈闭环控 制。1 .转差频率控制的基本概念：控制转差频率就代表控制转 矩，这就是转差频率控制的基本概念。2 .基于异步电动机稳态模型的转差频率控制规律：转差频 率控制的规律是：（1）在RW%,的范围内，转矩丁,基本上与巴 成正比，条件是气隙磁通不变。（2）在不同的定子电流值时， 按以=八叼/）函数关系控制定子电压和频率，就能保持气隙磁 通丸恒定。3 .转差频率控制的变压变频调速系统本章思考题：总结转速闭

33、环转差频率控制系统的控制规律。小结中国矿业大学授课教案第6章基于动态模型的异步电动机调速系统6.1-6.3异步电动机的多变量数学模型和坐标变换第22次课/学时2学时教学目的及要求1 ,了解三相异步电动机在两相坐标系上的数学模型。2,掌握异步电动机动态数学模型的多变量非线性性质，坐标变换的基本方法。3.理解异步电动机动态数学模型的性质。教学重点异步电动机动态数学模型的性质，三相异步电动机的多变量非线性数学模型，坐标 变换和变换矩阵，相异步电动机在两相坐标系上的数学模型。教学难点教学容及安排视频内容课堂讨论一、异步电动机动态数学模型的性质交流电动机的数学模型和直流电动机模型相比有着本质上 的区别，

34、总起来说，异步电动机的动态数学模型是一个高阶、 非线性、强耦合的多变量系统。二、三相异步电动机的多变量非线性数学模型异步电动机数学模型的性质：（1）除负载转矩输入外，异步电动机可以看成一个双输入双输出的系统，输入量是电压向量11和定子输入角频率利，输出量是磁链向量W和转子角速度。（2）电流乘磁通产生转矩，转速乘磁通得到感应电动势。 它们都是同时变化的，在数学模型中就含有两个变量的乘积 项，数学模型是非线性的。电动势和电磁转矩的非线性关系和 直流电动机弱磁控制的情况相似，只是关系更复杂一些。（3） 定子有三个绕组，转子也可等效为三个绕组，每 个绕组产生磁通时都有自己的电磁惯性，再算上运动系统的机

35、 电惯性，和转速与转角的积分关系，是一个八阶系统。三、坐标变换和变换矩阵异步电动机数学模型之所以复杂，关键是因为有一个复 杂的6X6电感矩阵，它体现了影响磁链和受磁链影响的复杂 关系。因此，要简化数学模型，须从简化磁链关系入手。本章思考题：思考异步电动机非线性、强耦合和多变量的性质，并说明具体体现在哪些方而？小结中国矿业大学授课教案第6章基于动态模型的异步电动机调速系统6.4-6.5异步电动机在正交坐标系上的动态数学模型和状态方程第23次课/学时2学时1 ,了解三相异步电动机在两相坐标系上的数学模型。教学目的及要求2. 了解三相异步电动机在两相坐标系上的状态方程。异步电动机动态数学模型的性质。教学重点教学难点教学容及安排视频内容课堂讨论一、 三相异步电动机在两相坐标系上的数学模型坐标变换的目的是为了简化数学模型，两相坐标系下