《交流拖动自动控制系统》课程教学大纲.docVIP

《交流拖动自动控制系统》课程教学大纲 英文名称：Automatic Control System of AC Power Drive 课程类别：专业课 学时/学分：48/3 适用专业：自动化 一、课程性质、目的和任务 交流拖动自动控制系统是自动化专业的一门必修专业课，着重讲授交流电力拖动自动控制系统的基本理论，系统组成，工作原理，静动态分析和设计，以及相关的工程实际问题。通过学习本课程，并结合相关课程的知识，使学生具有初步分析和设计交流电力拖动自动控制系统的知识和能力。 二、教学基本要求 1．掌握交流电力拖动自动控制系统的基本理论、系统组成、工作原理、静动态分析和设计方法。 2．实验是理论联系实际的重要环节。只有使学生亲自参加实验，完成系统组成、参数设计、系统调试等实验内容后，才能对交流电力拖动自动控制系统有更深入的理解，才能有实践能力。因此学生必须参加实验，并写出实验报告。 3．本课程重点：恒压频比和转差频率控制的交流异步电动机变频调速理论与系统；交流三相异步电动机的数学模型；矢量控制的交流异步电动机变频调速理论与系统；同步电动机变频调速系统。 本课程难点：交流三相异步电动机的数学模型；坐标变换。 4．课前预习，课后阅读教材和完成作业。习题是学生掌握基本概念、计算方法和技巧的重要手段，因此学生必须完成指定的习题。 三、课程内容 第一章 闭环控制的异步电动机变压调速系统---一种转差功率消耗型调速系统 1 异步电动机变压调速电路 2 异步电动机改变电压时的机械特性 3 闭环控制的变压调速系统及其静特性 4 闭环变压调速系统的近似动态结构图* 5 转差功率损耗分析* 6 变压控制在软启动器和轻载降压节能运行中的应用* 重点：交流调速的基本类型、异步电动机变压调速工作原理、理论根据和机械特性。 难点：异步电动机改变电压时的机械特性。 第二章 笼型异步电动机变压变频调速系统（VVVF系统）---转差功率不变型调速系统 1 变压变频调速的基本控制方式 2 异步电动机电压---频率协调控制时的机械特性 3 电力电子变压变频器的主要类型* 4 变压变频调速系统中的脉宽调制（PWM）技术 5 基于异步电动机稳态模型的变压变频调速系统 6 三相异步电动机的动态数学模型和坐标变换 7 基于动态模型按转子磁链定向的矢量控制系统 8 基于动态模型按定子磁链控制的直接转矩控制系统 重点：变压变频调速的基本控制方式、变压变频调速系统中的脉宽调制（PWM）技术、三相异步电动机的动态数学模型和坐标变换、基于动态模型按转子磁链定向的矢量控制系统。 难点：变压变频调速系统中的脉宽调制（PWM）技术、三相异步电动机的动态数学模型和坐标变换、基于动态模型按转子磁链定向的矢量控制系统。 第三章 绕线转子异步电动机双馈调速系统---转差功率馈送型调速系统 1 异步电动机双馈调速工作原理 2 异步电动机在次同步电动状态下的双馈系统---串级调速系统 3 异步电动机串级调速时的机械特性* 4 串级调速系统的技术经济指标及其提高方案* 5 双闭环控制的串级调速系统 6 异步电机双馈调速系统* 重点：异步电动机双馈调速工作原理、异步电动机在次同步电动状态下的双馈系统---串级调速系统。 难点：异步电动机双馈调速工作原理、异步电动机串级调速时的机械特性。 第四章 同步电动机变压变频调速系统 1 同步电动机变压变频调速的特点及其基本类型 2 他控变频同步电动机调速系统* 3 自控变频同步电动机调速系统 重点：自控变频同步电动机调速系统。 难点：自控变频同步电动机调速系统矢量控制。 注：有“ * ”者为学生课后自学内容。或者，由教师作简短的指导性讲解后学生自学。 四、实验内容及要求 内容： 1.转速开环恒压频比控制的变频调速系统实验 2.转速闭环PID控制的变频调速系统实验 要求： 实验是理论联系实际的重要环节。只有使学生亲自参加实验，完成系统组成、参数设计、系统调试等实验内容后，才能对交流电力拖动自动控制系统有更深入的理解，才能有实践能力。因此学生必须参加实验，并写出实验报告。 五、教学环节学时分配 序 号 章节 教学内容 总学时 学时分配 备注 讲授 实验 上机 课外学时 1 第一章 闭环控制的异步电动机变压调速系统--一种转差功率消耗型调速系统 4 4 2 第二章 笼型异步电动机变压变频调速系统（VVVF系统）--转差功率不变型调速系统 30 22 8 3 第三章 绕线转子异步电动机双馈调速系统--转差功率馈送型调速系统 8 8 4 第四章 同步电动机变压变频调速系统 4 4 5 课程总结 2 2 合计 48 40 8 六、选用教材 1．教材 [1] 电力拖动自动控制系统—运动控制系统（第4版）.