雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)仿真畢業(yè)設(shè)計(jì)-文庫吧資料
2025-07-03 08:14本頁面
【正文】 速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖—電流反饋濾波時(shí)間常數(shù)；—轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù)在這里是：先從電流環(huán)入手，首先設(shè)計(jì)好電流調(diào)節(jié)器，然后把整個(gè)電流環(huán)看作是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，再設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。 由曲線可求得晶閘管整流裝置的放大倍數(shù)曲線: (223)表2－5 晶閘管觸發(fā)及整流裝置特性和測速發(fā)電機(jī)特性的測定N(r/min)400800100012301500 (V) (V)57115144172209 (V)可計(jì)算得到Ks =。 —轉(zhuǎn)速反饋信號 —電流反饋信號8. 晶閘管觸發(fā)及整流裝置特性和測速發(fā)電機(jī)特性的測定實(shí)驗(yàn)線路如圖2－7所示，可不接示波器。6. 系統(tǒng)機(jī)電時(shí)間常數(shù)的測定系統(tǒng)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)可由下式計(jì)算 (221)由于，也可以近似地把系統(tǒng)看成是一階慣性環(huán)節(jié)，即 (222)當(dāng)電樞突加給定電壓時(shí)，轉(zhuǎn)速n將按指數(shù)規(guī)律上升，%時(shí),所經(jīng)過的時(shí)間即為拖動系統(tǒng)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)。轉(zhuǎn)矩常數(shù)(額定磁通) 的單位為。 圖2－9 測定Td的實(shí)驗(yàn)線路圖5. 電動機(jī)電勢常數(shù)和轉(zhuǎn)矩常數(shù)的測定將電動機(jī)加額定勵(lì)磁，使其空載運(yùn)行，通過RP1改變改變電樞電壓，測得相應(yīng)的轉(zhuǎn)速n、電樞電流，記錄于表2－3中。電機(jī)不加勵(lì)磁，調(diào)節(jié)給定使電機(jī)電樞電流在50%～90%范圍內(nèi)。表2－3 直流電動機(jī)發(fā)電機(jī)測速發(fā)電機(jī)組的飛輪慣量 的測定n測量值(V)22518614211590(A)t(S)計(jì)算值(W)(Nm)()()4. 電樞回路電磁時(shí)間常數(shù)的測定采用電流波形法測定電樞回路電磁時(shí)間常數(shù)，電樞回路突加給定電壓時(shí)，電流按指數(shù)規(guī)律上升: (217)其電流變化曲線如圖28所示。由于空載轉(zhuǎn)矩不是常數(shù)，可以以轉(zhuǎn)速n為基準(zhǔn)選擇若干個(gè)點(diǎn)，測出相應(yīng)的和dn/dt，以求得的平均值。表2－2 測量回路電感L次序（A） (V) (V)(mH)(mH)114440221574193184499平均值1624403. 直流電動機(jī)發(fā)電機(jī)測速發(fā)電機(jī)組的飛輪慣量的測定電力拖動系統(tǒng)的運(yùn)動方程式為 (212)式中，為電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，單位為；為負(fù)載轉(zhuǎn)矩，空載時(shí)即為空載轉(zhuǎn)矩，單位為，n為電機(jī)轉(zhuǎn)速，單位為, 為飛輪慣量，單位為。實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)給電動機(jī)加額定勵(lì)磁，并使電機(jī)堵轉(zhuǎn)，實(shí)驗(yàn)線路如圖2－6所示。合上、調(diào)節(jié)給定使輸出直流電壓在30%～70%范圍內(nèi)，然后調(diào)整使電樞電流在80%～90%范圍內(nèi)，讀取電流表A和電壓表的數(shù)值為、則此時(shí)整流裝置的理想空載電壓為 (22)調(diào)節(jié)使之與的電阻值相近，拉開開關(guān)，在的條件下讀取電流表、電壓表的數(shù)值、則 (23) 求解(22)、(23)兩式，可得電樞回路總電阻: (24)如把電機(jī)電樞兩端短接，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，可得 (25)則電機(jī)的電樞電阻為 (26) 各數(shù)據(jù)的測量與計(jì)算數(shù)據(jù)見表2－1。為測出晶閘管整流裝置的電源內(nèi)阻須測量整流裝置的理想空載電壓，而晶閘管整流電源是無法測量的，為此應(yīng)用伏安比較法，實(shí)驗(yàn)線路如圖2－5所示。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成原理圖如圖2－4所示。靜差率S≤5% 主要通過晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)來測定雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中所需的各項(xiàng)參數(shù)，晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)的主電路由整流變壓器、晶閘管整流裝置、平波電抗器、電動機(jī)——測功機(jī)組等組成。一旦故障消失，系統(tǒng)立即自動恢復(fù)正常。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是調(diào)速系統(tǒng)的主導(dǎo)調(diào)節(jié)器，它使轉(zhuǎn)速跟隨其給定電壓變化，穩(wěn)態(tài)時(shí)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差，對負(fù)載變化起抗擾作用，其輸出限幅值決定電機(jī)允許的最大電流。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖如下圖2－1所示。 第二章 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理及參數(shù)的測定在雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中設(shè)置了兩個(gè)調(diào)節(jié)器，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，電流調(diào)節(jié)器的輸出控制晶閘管整流器的 觸發(fā)裝置。本設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備的情況，利用實(shí)驗(yàn)手段測定和計(jì)算出實(shí)驗(yàn)室電動機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)與系統(tǒng)參數(shù)，設(shè)計(jì)仿真方案，最后采用MATLAB中的Power System工具箱對所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行仿真,得到了比較理想的運(yùn)行曲線。世界上須都大公司已經(jīng)使用Simulink作為他們產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)的強(qiáng)有力工具。綜上所述，Simulink就是一種開放性的，用來模擬線性或非線性的一級連續(xù)或離散的或者兩者混合的動態(tài)系統(tǒng)的強(qiáng)有力的系統(tǒng)級仿真工具。同MATLAB一樣，Simulink也不是封閉的，它允許用戶可以很方便的定制自己的模塊和模塊庫。所謂的S函數(shù)可以是一個(gè)M文件、FORTRAN程序、C或C++語言程序等，通過特殊的語法規(guī)則使之能夠被Simulink模型或模塊調(diào)用。另外，Simulink還提供一套圖形動畫的處理方法，使用戶可以方便的觀察到仿真的整個(gè)過程。Simulink使用模塊組合的方法來實(shí)用戶能夠快速、準(zhǔn)權(quán)的創(chuàng)建動態(tài)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)模型的，特別對于復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，它的效果更為明顯。它是MATLAB的一個(gè)附加組件，用來提供一個(gè)系統(tǒng)級的建模與動態(tài)仿真工作平臺。隨著他日益風(fēng)靡全球，我國也掀起了學(xué)習(xí)MATLAB的熱潮。目前，比較流行的控制系統(tǒng)仿真軟件是MATLAB，使用MATLAB對控制系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真的主要方法是：以控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)，使用MATLAB 的Simulink工具箱對其進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真研究。因此，凡是要用模型進(jìn)行試驗(yàn)的，幾乎都可以用計(jì)算機(jī)仿真來研究被仿真系統(tǒng)的工作特點(diǎn)、選擇最佳參數(shù)和設(shè)計(jì)最合理的系統(tǒng)方案。它是以控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)為工具，對系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的一種方法。3. 提高控制單元水平，使其具有控制、監(jiān)視、保護(hù)、診斷及自復(fù)原等多種功能。目前，我國直流調(diào)速控制的發(fā)展趨勢主要有以下幾個(gè)方面：1. 提高調(diào)速系統(tǒng)的單機(jī)容量。直流調(diào)速系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)在于調(diào)速范圍廣、靜差率小、穩(wěn)定性好以及具有良好的動態(tài)性能。直流電動機(jī)具有良好的起、制動性能，宜于在廣泛范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在軋鋼機(jī)、礦井卷揚(yáng)機(jī)、挖掘機(jī)、海洋鉆機(jī)、金屬切削機(jī)床、造紙機(jī)、高層電梯等需要高性能可控電力拖動的領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。它的發(fā)展過程是這樣的：由最早的旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組控制發(fā)展為放大機(jī)、磁放大器控制；再進(jìn)一步，用靜止的晶閘管變流裝置和模擬控制器實(shí)現(xiàn)直流調(diào)速；再后來
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