電力拖動課程設(shè)計---單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)

1、<p>　　《電力拖動自動控制系統(tǒng)》</p><p><b>　　課 程 設(shè) 計</b></p><p>　?。?2008級本科）</p><p>　　題 目： 單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng) </p><p>　　系（部）院: 物理與機電工程學(xué)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(dǎo)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(shè)置2</p><p>　　2.1.1 6脈沖同步觸發(fā)器子

4、系統(tǒng)構(gòu)建...2</p><p>　　2.1.2 主系統(tǒng)的建模和參數(shù)設(shè)置.............4</p><p>　　三、調(diào)試結(jié)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(jié)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(shè)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(diào)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(diào)

6、速指標要求不高的場合，采用單閉環(huán)系統(tǒng)，而對調(diào)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(zhuǎn)速反饋，電流反饋，電壓反饋等。在單閉環(huán)系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速單閉環(huán)使用較多。</p><p>　　在本裝置中，轉(zhuǎn)速單閉環(huán)實驗是將反映轉(zhuǎn)速變化的電壓信號作為反饋信號，經(jīng)“速度變換”后接到“速度調(diào)節(jié)器”的輸入端，與“給定”的電壓相比較經(jīng)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(jīng)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(gòu)成了速度負反饋閉環(huán)系統(tǒng)。電機的轉(zhuǎn)速隨給定電壓變化，電機最高轉(zhuǎn)速由速度調(diào)節(jié)器的輸出限幅所決定，速度調(diào)節(jié)器采用P（比例）調(diào)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(diào)節(jié)器換成PI(比例積分)調(diào)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(zhuǎn)速能穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)變化。</p><p>　　圖1-1 轉(zhuǎn)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(shè)置</p><p>　　2.1.1、6脈沖同步觸發(fā)器子系統(tǒng)構(gòu)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(gòu)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(shè)置如下：</b></p><p>　　三相線電壓模型構(gòu)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(shè)置</p><p&g

12、t;　　單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型如下：</p><p>　　圖2-2 單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)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(fù)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)置如下：</p>

16、<p><b>　　二極管設(shè)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(shè)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(shè)置如下：</b></p><p>　　找勵磁電源：SinPowerSystems——Electrical Sources——DC Voltage Sources電壓設(shè)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(shè)置如下：</b></p><p>　　找出兩個連接器：Simulink——Signal Routing——Demux設(shè)為4個輸出。Simulink——Signal Routing——Mux設(shè)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(shè)置整個模型的參數(shù)：</p><p><b>　　三、調(diào)試結(jié)果</b></p><p><b>　　3.1示波器波形</b></p><p>　　設(shè)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(jié)</b></p><p>　　通過本次為期兩周的課程設(shè)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(xué)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(xué)的電機拖動控制學(xué)科里的知識在腦海里鞏固了一遍，而且還將自己所學(xué)的理論知識轉(zhuǎn)化為實踐成果，不僅使得我獲益匪淺，而且使我產(chǎn)生了無與倫比的自信心和成就感。本次課程設(shè)計還提高了我分析問題，解決問題的能力。本次設(shè)計單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的過程中，雖然我們通過網(wǎng)絡(luò)資源可以得到很多關(guān)于這方面的設(shè)計發(fā)難和電器線路原理圖，但

22、是面對這些已經(jīng)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(xué)的合作探討，最終還是將這些問題一一化解。本次的課程設(shè)計我也很毛多，因為我的設(shè)計方案參考了不少同類設(shè)計方案，試問，如果在沒有相關(guān)同類設(shè)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(shè)計呢？</p><p>　　本次的課程設(shè)計我很感激同學(xué)，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(zé)

23、本次課程設(shè)計指導(dǎo)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(chǔ)（第3版）》清華大學(xué)出版社.2010年版</p>