1 1 绪论 1.1 研究背景及意义 电气传动技术以运动机械的驱动装置-电动机为控制对象,以微电子装置为核心,以电力电子功率变换装置为执行机构,在自动控制理论的指导下完成电气传动自动控制系统,控制电动机的转矩和转速,将电能转换成机械能,十几项工作机械的旋转运动或反复运动。 因电机的种类的不同,我们可以分为直流电机转动和交流电机转动。自 19世纪 80年代起至 19世纪末,工业上传动用的电动机一直被滞留电机垄断,到了19世纪末,出线了三相电源和结构简单且坚固耐用的交流鼠笼型电机以后,交流电机才在不调速的领域代替了直流电动机传动装置。随着生产的不断发展,速度可调节成了电动装置的一项基本要求。并且,除了满足一定的调速范围和连续可调的同时,还必须具有次序的稳定性和良好的瞬态性能。从50年代起,国外开始重视交流电机调速。随着电力电子学与电子技术的发展,使得采用半导体交流调速系统得以实现,尤其是70年代以来,大规模集成电路和计算机控制技术的发展,以及现代控制理论的应用,为交流电机拖动系统的发展创造了有利条件,促进了各种各类的交流电机调速系统,如攒机调速系统、变频调速系统、无换向器电动机调速系统以及大量控制调速系统等的飞速发展。 变频调速系统具有高效率、宽范围和高精度的办公特点,是运用最广、最有发展前途的调速方式。交流电机变频系统的种类很多,从50年代提出的电压源型变频器开始,后继发展了电流源型、脉宽调制型等各种变频器。目前变频调速的主要方案有:交–交变频调速、交–直变频调速、同步电动机自控式变频调速系统、正弦波脉宽调制(SPWM)、矢量控制、直接转矩控制变频调速等,而且无速度传感技术日益成熟,许多智能技术逐步渗透到其中,如模糊控制、专家系统、神经网络、自适应控制等,与这些控制方式相结合,大大提高了变频器调速系统的控制效果。变频器调速技术的发展很大程度上依赖于大功率半导体器件的制造水平以及电力电子技术的发展水平。随着第三代电力半导体器件如门极可关断晶体管 GTO、绝缘栅双极晶体GBT的相继出现,交流变频调速技术射到了飞速发展。 2 1.2 课题研究概述 针对生产需求的不断提高,职业院校相继开设了《可编程控制器原理与应用》、《变频器原理及应用》、《传感器技术》等相关课程,以适应现代生产发展的需要,但每门课程一般只有针对自己课程特点开设的相关小实验,涉及面窄,通用性差,无法满足现代生产环境对综合性人才的需求。本实...