上海大学：开关周期内电动机控制：工作状态与电压电流波形解析

在"工作状态与波形：在一个开关周期内的直流拖动课件"中，主要探讨的是直流电动机驱动系统的工作原理，特别是关注在一个完整的开关周期内电动机的工作状态和相应的电压电流波形。这个周期可以划分为两个阶段： 1. 导通阶段（ton ≤ t < T）： 在这个阶段，电源电压Ug为正，晶体管VT导通，将电源电压直接施加到电动机的电枢两端，形成电动机电枢电压Ud。由于Ug的方向，电动机获得持续的电流id，电枢开始旋转。电流i随时间变化，形成一个上升的正弦波形，这反映了电动机的电磁转换过程。 2. 关断阶段（0 ≤ t < ton）： 当时间达到ton，晶体管VT截止，电源电压变为负，无法继续向电枢供电。为了维持电动机的连续运行，二极管VD进行续流，将电枢回路中的电动势Us短暂反向，使得电流id继续流动，直至下一个导通周期开始。此时，电流i会有一个短暂的下降阶段，形成一个完整的电流周期。 图1-16 b展示了这种电压和电流的典型波形，包括了从正向导通到反向续流的过程。理解这些波形对于分析和优化直流电动机的控制性能至关重要。 课程内容还涵盖了运动控制系统的概念，它通过控制电动机的电压、电流、频率等参数，实现对机械运动的精确控制，以满足工业生产和科学研究的需求。运动控制系统涉及到多个相关学科，如电机学、电力电子技术、微电子技术、计算机控制技术以及控制理论。这些学科相互交织，共同推动着运动控制技术的发展： - 电机学：电动机是运动控制的核心，其设计和性能对控制系统有直接影响。 - 电力电子技术：作为强电控制的桥梁，电力电子器件的发展改进了电动机的供电质量和系统性能。 - 微电子技术：为控制系统提供了更高效的硬件支持，通过集成电路和微处理器实现了复杂算法的实施。 - 计算机控制技术：作为系统的核心，计算机控制技术不仅实现了非线性控制，还推动了参数辨识、自动调优和故障诊断等功能。 该课件深入讲解了直流拖动系统的工作机制及其控制策略，展示了运动控制技术在实际应用中的重要性和复杂性。理解这些基本概念和原理对于从事相关领域的工程师来说是至关重要的基础知识。