電力拖動課程設計---單閉環(huán)轉速負反饋直流調速系統(tǒng)

1、<p>　　《電力拖動自動控制系統(tǒng)》</p><p><b>　　課 程 設 計</b></p><p>　　（ 2008級本科）</p><p>　　題 目： 單閉環(huán)轉速負反饋直流調速系統(tǒng) </p><p>　　系（部）院: 物理與機電工程學院 </p>

2、<p>　　專 業(yè): 電氣工程及其自動化 </p><p>　　作者姓名： </p><p>　　指導教師： 職稱： 講師 </p><p>　　完成日期： 2011 年 12 月 14 日&l

3、t;/p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、系統(tǒng)原理1</b></p><p>　　二、系統(tǒng)仿真...............2</p><p>　　2.1 系統(tǒng)的建模和模型仿真參數(shù)設置2</p><p>　　2.1.1 6脈沖同步觸發(fā)器子

4、系統(tǒng)構建...2</p><p>　　2.1.2 主系統(tǒng)的建模和參數(shù)設置.............4</p><p>　　三、調試結果.....14</p><p>　　3.1 示波器波形...14</p><p>　　3.2 比較波形.....15</p><p><b>　　四、總結17&l

5、t;/b></p><p><b>　　參考文獻18</b></p><p>　　電力拖動自動控制系統(tǒng)課程設計成績評定表19</p><p><b>　　一、系統(tǒng)原理</b></p><p>　　為了提高直流調速系統(tǒng)的動靜態(tài)性能指標，通常采用閉環(huán)控制系統(tǒng)(包括單閉環(huán)系統(tǒng)和多閉環(huán)系統(tǒng))。對調

6、速指標要求不高的場合，采用單閉環(huán)系統(tǒng)，而對調速指標較高的則采用多閉環(huán)系統(tǒng)。按反饋的方式不同可分為轉速反饋，電流反饋，電壓反饋等。在單閉環(huán)系統(tǒng)中，轉速單閉環(huán)使用較多。</p><p>　　在本裝置中，轉速單閉環(huán)實驗是將反映轉速變化的電壓信號作為反饋信號，經“速度變換”后接到“速度調節(jié)器”的輸入端，與“給定”的電壓相比較經放大后，得到移相控制電壓UCt，用作控制整流橋的“觸發(fā)電路”，觸發(fā)脈沖經功放后加到晶閘管的門極和

7、陰極之間，以改變“三相全控整流”的輸出電壓，這就構成了速度負反饋閉環(huán)系統(tǒng)。電機的轉速隨給定電壓變化，電機最高轉速由速度調節(jié)器的輸出限幅所決定，速度調節(jié)器采用P（比例）調節(jié)對階躍輸入有穩(wěn)態(tài)誤差，要想消除上述誤差，則需將調節(jié)器換成PI(比例積分)調節(jié)。這時當“給定”恒定時，閉環(huán)系統(tǒng)對速度變化起到了抑制作用，當電機負載或電源電壓波動時，電機的轉速能穩(wěn)定在一定的范圍內變化。</p><p>　　圖1-1 轉速單閉環(huán)系

8、統(tǒng)原理圖</p><p><b>　　二、系統(tǒng)仿真</b></p><p>　　2.1、系統(tǒng)的建模和模型仿真參數(shù)設置</p><p>　　2.1.1、6脈沖同步觸發(fā)器子系統(tǒng)構建</p><p>　　圖2-1 6脈沖同步觸發(fā)器</p><p>　　6脈沖同步觸發(fā)器模型構建是通過SimPowerS

9、ystems——Extra Library——Control Blocks——Synchronized 6-Pulse Generator來實現(xiàn)。</p><p><b>　　參數(shù)設置如下：</b></p><p>　　三相線電壓模型構建是通過SinPowerSystems——Measurements——Voltage Measurement來實現(xiàn)。</p>

10、;<p>　　三個連接端口在SinPowerSystems——Elements——Connection Port</p><p>　　在Simulink——Sources——In1找出Uct和In2 </p><p>　　Uct的端口數(shù)改為5</p><p><b>　　In2則改為4</b></p><p&g

11、t;　　找出元件后就可以按圖2-1連線了，注意Vab、Vbc、Vca是呈三角形連接的。</p><p>　　接好線后，我們就開始建立6脈沖同步觸發(fā)器子系統(tǒng)封裝</p><p>　　首先，按Ctrl+A全選，然后單擊Edit——Create Subsystem，就建好了子系統(tǒng)。</p><p>　　2.1.2主電路的建模和參數(shù)設置</p><p&g

12、t;　　單閉環(huán)轉速負反饋直流調速系統(tǒng)的仿真模型如下：</p><p>　　圖2-2 單閉環(huán)轉速負反饋直流調速系統(tǒng)</p><p>　　新建一個Model，把6脈沖同步觸發(fā)器子系統(tǒng)復制到新文件中。</p><p>　　找出4個常數(shù)模塊：Simulink——Sources——Constant。在Constant Value分別設為120、-180、50、0。</

13、p><p>　　找出2個加法連接器：Simulink——Math Operations——Sum</p><p><b>　　分別設置為</b></p><p>　　找出2個比例環(huán)節(jié)：Simulink——Math Operations——Gain</p><p><b>　　分別為</b></p&

14、gt;<p>　　找出限幅器：Simulink——Commonly Used Blocks——Saturation</p><p><b>　　設置如下：</b></p><p>　　找出三個交流電壓源：SinPowerSystems——Electrical Sources——AC Voltage Source </p><p>

15、<b>　　分別設置為：</b></p><p>　　找接地：SinPowerSystems——Elements——Ground</p><p>　　找出晶閘管整流橋和二極管：SinPowerSystems——Power Electronics——Universal Bridge</p><p>　　晶閘管整流橋設置如下：</p>

16、<p><b>　　二極管設置如下：</b></p><p>　　找出一個平波電抗器：SinPowerSystems——Elements——Series RLC Branch</p><p><b>　　參數(shù)設置如下：</b></p><p>　　找出直流電動機：SinPowerSystems——Machine

17、s——DC Machine</p><p><b>　　參數(shù)設置如下：</b></p><p>　　找勵磁電源：SinPowerSystems——Electrical Sources——DC Voltage Sources電壓設為220V</p><p>　　找出輸出端口：Simulink——Sinks——Out1</p><

18、;p>　　找出示波器：Simulink——Sinks——Scope</p><p><b>　　示波器設置如下：</b></p><p>　　找出兩個連接器：Simulink——Signal Routing——Demux設為4個輸出。Simulink——Signal Routing——Mux設為3個輸入。</p><p>　　器件全部找出

19、來后，就可按圖2-2連線。</p><p>　　連好線后，我們來設置整個模型的參數(shù)：</p><p><b>　　三、調試結果</b></p><p><b>　　3.1示波器波形</b></p><p>　　設置好后，點擊運行，查看示波器，波形如下圖所示：</p><p>

20、<b>　　3.2、比較波形</b></p><p>　　通過命令窗口輸入plot(tout,yout)</p><p><b>　　比較波形如下：</b></p><p><b>　　總結</b></p><p>　　通過本次為期兩周的課程設計，使我深深的認識到專業(yè)課的重要性

21、以及它對每一位大學生將來的工作和就業(yè)的深遠影響。</p><p>　　在這兩周的時間里，我不僅自己所學的電機拖動控制學科里的知識在腦海里鞏固了一遍，而且還將自己所學的理論知識轉化為實踐成果，不僅使得我獲益匪淺，而且使我產生了無與倫比的自信心和成就感。本次課程設計還提高了我分析問題，解決問題的能力。本次設計單閉環(huán)轉速負反饋直流調速系統(tǒng)的過程中，雖然我們通過網絡資源可以得到很多關于這方面的設計發(fā)難和電器線路原理圖，但

22、是面對這些已經審計好的方案和電氣圖，我在思考和探索的過程中還是遇到了很多的困難，但是通過我與同學的合作探討，最終還是將這些問題一一化解。本次的課程設計我也很毛多，因為我的設計方案參考了不少同類設計方案，試問，如果在沒有相關同類設計供參考的前提下，我能否僅憑自己的能力和知識審計處符合要求的方案和具體的設計呢？</p><p>　　本次的課程設計我很感激同學，因為我遇到困難的時候，他們該了我慣壞和幫助。同時我也向負責

23、本次課程設計指導的李佳奇老師表示衷心的感謝，因為他再百忙之中抽出時間為我們答疑和細心的講解</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　陳伯時.《電力拖動自動化控制系統(tǒng)（第二版）》.機械工業(yè)出版社.2011年版</p><p>　　李發(fā)海、王巖《電機與拖動基礎（第3版）》清華大學出版社.2010年版</p>