现代电力传动技术教学大纲

现代电力传动技术ModernElectircDirvesTechnologies教学大纲课程编码：M692002课程学分：48学时，3学分适用学科/专业：电气工程专业开课学院：电气与控制工程学院一、课程性质《现代电力传动技术》是电气工程硕士研究生（留学生）的专业方向选修课。二、课程教学目的通过本课程的学习，使学生掌握现代电力传动技术的基本概念，掌握工程设计法，双闭环直流调速系统的设计调试方法，掌握三相异步电动机的稳态和动态数学模型、永磁同步电动机的动态数学模型。在此基础上，掌握异步电动机和永磁同步电动机矢量控制系统的基本原理。通过本课程的学习，学生能够对异步电动机和永磁同步电动机的矢量控制系统进行分析和设计，能够对现代传动系统中的调节器进行整定，能够利用MATLAB仿真软件对现代电力传动系统进行仿真研究。对了解电机领域的国际规范。熟悉现代电力传动技术中的先进控制技术，电机领域的国际规范。三、教学基本内容及基本要求教学基本内容1.直流调速系统部分的内容包括：工程设计法，电流转速双闭环直流调速系统的原理和调试方法。2.基于稳态数学模型的异步电动机调速系统部分的教学内容包括：三相异步电动机的稳态等效电路、基于稳态数学模型的控制方式、电压源型恒压频比控制的变频调速系统、转差频率控制的变频调速系统等内容。3.变频器及PWM调制技术部分的教学内容包括：变频调速装置及其电源特性、电压正弦PWM调制技术、变频器的基本结构、PWM模式的优化、SVPWM调制方法、死区机理及其补偿方法。4.基于动态数学模型的异步电动机矢量控制系统部分的教学内容包括：矢量控制的基本概念、异步电动机在不同坐标系上的数学模型、磁场定向和矢量控制方程式、异步电动机矢量控制系统等内容。5.永磁同步电动机调速系统部分的教学内容包括：永磁电动机的分类、永磁同步电动机的数学模型及稳态特性、电流控制方式、电流和电压限制下的最大输出转矩、永磁同步电动机的矢量控制系统、弱磁控制方法等内容。6.专题讲座：现代电力传动技术中的先进控制技术，电机领域的国际规范。教学基本要求1.熟练掌握调速系统的工程设计法，掌握转速电流双闭环的基本结构、工作原理，掌握双闭环调速系统的参数整定方法，了解双闭环调速系统的调试方法。2.熟练掌握三相异步电动机的稳态等效电路，深刻理解基于稳态数学模型的控制方式，熟悉电压源型恒压频比控制的变频调速系统的结构和设计方法，了解转差频率控制的变频调速系统的结构和设计方法。3.理解变频调速装置及其电源特性，掌握变频器的分类，了解电压正弦PWM调制技术的各种方法，熟悉变频器的基本结构，了解PWM模式的优化方法、掌握SVPWM调制方法，了解死区机理及其补偿方法。4.深刻理解矢量控制的基本概念，掌握异步电动机在不同坐标系上的数学模型，掌握磁场定向和矢量控制方程式，掌握异步电动机矢量控制系统的结构和设计方法。5.掌握永磁电动机的分类，了解永磁同步电动机的数学模型及稳态特性，掌握电流控制方式的优缺点及其实现方法，了解电流和电压限制下的最大输出转矩特性，掌握永磁同步电动机的矢量控制系统，了解永磁同步电动机的弱磁控制方法。6.了解现代电力传动技术中的先进控制技术和电机领域的国际规范。四、本课程与其他课程的联系与分工本课程的先修课程为电机及拖动基础、电力电子技术。五、实践环节教学内容的安排与要求本课程包含20学时的仿真实验。六、本课程课外练习的要求1.利用MATLAB软件，绘制异步电动机的电流-转差频率特性曲线、在各种控制方式下的机械特性。要求通过绘制曲线，掌握异步电动机的机械特性方程式。2.利用MATLAB/SIMULINK，对SVPWM算法进行仿真，观察变频器输出电压和输入电压的关系。通过对SVPWM算法的仿真，理解电压矢量的概念，掌握SVPWM中电压矢电压矢量的选择方法和作用时间的计算方法。3.利用MATLAB/SIMULINK，进行异步电动机矢量控制系统的仿真。通过对异步电动机矢量控制系统的仿真，掌握异步电动机矢量控制系统的结构和矢量控制系统和直流电机调速系统的相似性，掌握电流调节器和电压调节器的设计方法。4.利用MATLAB/SIMULINK，进行永磁同步电动机矢量控制系统的仿真。通过对永磁同步电动机矢量控制系统的仿真，掌握永磁同步电动机矢量控制系统的结构和各种电流控制模式下永磁同步电动机矢量控制系统的特点，加深对永磁同步电动机弱磁控制方法的理解。七、本课程的教学方法及使用现代化教学手段方面的要求为达到本课程的教学基本要求，本课程的主要教学手段为PPT讲述，学生集中讨论，MATLAB仿真演示。八、本课程成绩的考查方法及评定标准总成绩以百分制计算，平时成绩占50%，平时成绩的考查内容包括课堂提问、考勤、小报告、作业、仿真实验成绩等；期末成绩占50%，期末成绩的考查方法为期末考试。九、教材及参考书［1］《交直流调速系统》，李正熙、杨立永编著，2012年，电子工业出版社［2］《电力拖动自动控制系统》，李华德、李擎、白晶编主编，2008年，机械工业出版社，2008［3］《电力拖动自动控制系统》,陈伯时主编，2003年，机械工业出版社

十、课程各章节学时分配章节内容总学时讲授课时讨论、论文、实验、设计备注第0章绪论22第3章转速电流双闭环调速系统22第4章直流调速系统的工程设计与调试844第6章基于稳态数学模型的异步电动机变频调速系统642第7章变频器及PWM调制技术844第8章基于动态