電力拖動課程設(shè)計new

1、 學(xué)號 0 0 8 8 1 1 4 4 2 2 0 0 5 5 電力拖動自動控制系統(tǒng)電力拖動自動控制系統(tǒng) 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 （ 2008 級本科）級本科） 題題 目：目： 單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng) 系（部）院系（部）院: : 物理與機(jī)電工程學(xué)院物理與機(jī)電工程學(xué)院 專專 業(yè)業(yè): : 電氣工程及其自動化電氣工程及其自動化 作者姓名：作者姓名： 董博譽(yù)董博譽(yù) 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 李佳奇李佳奇 職稱：職稱： 講師講師 完成日期：完成日期： 20112011 年年 1212 月月 1414 日日 課程設(shè)計任務(wù)書 學(xué)生姓名董博譽(yù)學(xué)號 0814205 專業(yè)方向電氣工程

2、及其自動化班級 082 題目名稱單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng) 一、設(shè)計內(nèi)容及技術(shù)要求： 設(shè)計一個單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)； 1.使用簡易的晶閘管整流橋 VM 方式； 2.使用同步六脈沖觸發(fā)器控制晶閘管整流橋； 3.形成的沖擊電流較??； 4 能在 MATLAB/simulink 平臺上建立模型； 5.能夠正確的調(diào)整系統(tǒng)各個模塊的參數(shù)使之兼容； 6.能夠有較好的仿真波形； 二、課程設(shè)計說明書撰寫要求： 1.選用中小容量的電動機(jī)及其外圍電路完成相應(yīng)的功能。 2.用 MATLAB/simulink 實現(xiàn)軟啟動的功能。 3.給出設(shè)計思路、畫出各程序適當(dāng)?shù)牧鞒虉D。 4.給出所有參數(shù)確定的原因。 5.完

3、成設(shè)計說明書（包括封面、目錄、設(shè)計任務(wù)書、設(shè)計思路、硬件設(shè)計圖、 程序流程框圖、程序清單、所用器件型號、總結(jié)體會、參考文獻(xiàn)） 。 三、設(shè)計進(jìn)度 第一周 討論論文題目 星期一上午 查資料 星期一下午 查找分析資料，確定各程序模塊的功能 星期二至星期五 第二周 星期一至星期二 完成硬件設(shè)計，算法流程圖及建立模型 星期三至星期四 完成設(shè)計，進(jìn)行，調(diào)試，仿真并分析合理性 星期五 答辯 指導(dǎo)教師簽字： 目錄 一、系統(tǒng)原理.1 二、系統(tǒng)仿真.2 2.1 系統(tǒng)的建模和模型仿真參數(shù)設(shè)置 .2 2.1.1 6 脈沖同步觸發(fā)器子系統(tǒng)構(gòu)建.2 2.1.2 主系統(tǒng)的建模和參數(shù)設(shè)置 .4 三三、調(diào)試結(jié)果.14 3.1

4、示波器波形 .14 3.2 比較波形 .15 四、總結(jié).17 參考文獻(xiàn).18 電力拖動自動控制系統(tǒng)課程設(shè)計成績評定表.19 1 一、系統(tǒng)原理一、系統(tǒng)原理 為了提高直流調(diào)速系統(tǒng)的動靜態(tài)性能指標(biāo)，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)速指標(biāo)要求不高的場合，采用單閉環(huán)系統(tǒng)，而對 調(diào)速指標(biāo)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。 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

5、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(fù)反饋閉環(huán)系統(tǒng)。電機(jī)的轉(zhuǎn)速隨給定電壓變化，電機(jī)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(dāng) “給定”恒定時，閉環(huán)系統(tǒng)對速度變化起到了抑制作用，當(dāng)電機(jī)負(fù)載或電源電 壓波動時，電機(jī)的轉(zhuǎn)速能穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)變化。 圖1-1 轉(zhuǎn)速單閉環(huán)系統(tǒng)原理圖 2 二、系統(tǒng)仿真二、系統(tǒng)仿真 2.1、系統(tǒng)的建模和模型仿真參數(shù)設(shè)置 2.1.1、6脈沖同步觸發(fā)器子系統(tǒng)構(gòu)建 圖2-1 6脈沖同步觸發(fā)

6、器 6脈沖同步觸發(fā)器模型構(gòu)建是通過SimPowerSystemsExtra LibraryControl BlocksSynchronized 6-Pulse Generator來實現(xiàn)。 參數(shù)設(shè)置如下： 三相線電壓模型構(gòu)建是通過 SinPowerSystemsMeasurementsVoltage Measurement 來實現(xiàn)。 3 三個連接端口在 SinPowerSystemsElementsConnection Port 在 SimulinkSourcesIn1 找出 Uct和 In2 Uct 的端口數(shù)改為 5 In2 則改為 4 4 找出元件后就可以按圖 2-1 連線了，注意 Vab、

7、Vbc、Vca 是呈三角形連接的。 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 首先，按 Ctrl+A 全選，然后單擊 EditCreate Subsystem，就建好了子系統(tǒng)。 2.1.2 主電路的建模和參數(shù)設(shè)置 單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型如下： 5 圖 2-2 單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng) 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。 找出 4 個常數(shù)模塊：SimulinkSourcesConstant。在 Constant Value 分別設(shè)為 120、-180、50、0。 6 找出 2 個加法連接器：SimulinkMath Operati

8、onsSum 分別設(shè)置為 找出 2 個比例環(huán)節(jié)：SimulinkMath OperationsGain 分別為 7 找出限幅器：SimulinkCommonly Used BlocksSaturation 設(shè)置如下： 8 找出三個交流電壓源：SinPowerSystemsElectrical SourcesAC Voltage Source 分別設(shè)置為： 9 10 找接地：SinPowerSystemsElementsGround 找出晶閘管整流橋和二極管：SinPowerSystemsPower Electronics Universal Bridge 晶閘管整流橋設(shè)置如下： 二極管設(shè)置如下

9、： 11 找出一個平波電抗器：SinPowerSystemsElementsSeries RLC Branch 參數(shù)設(shè)置如下： 找出直流電動機(jī)：SinPowerSystemsMachinesDC Machine 12 參數(shù)設(shè)置如下： 找勵磁電源：SinPowerSystemsElectrical SourcesDC Voltage Sources 電壓設(shè)為 220V 找出輸出端口：SimulinkSinksOut1 找出示波器：SimulinkSinksScope 示波器設(shè)置如下： 13 找出兩個連接器：SimulinkSignal RoutingDemux設(shè)為 4 個輸 出。Simulink

10、Signal RoutingMux設(shè)為 3 個輸入。 器件全部找出來后，就可按圖 2-2 連線。 連好線后，我們來設(shè)置整個模型的參數(shù)： 14 三、調(diào)試結(jié)果三、調(diào)試結(jié)果 3.1 示波器波形 設(shè)置好后，點擊運行，查看示波器，波形如下圖所示： 15 3.2、比較波形 通過命令窗口輸入 plot(tout,yout) 16 比較波形如下： 17 總結(jié)總結(jié) 通過本次為期兩周的課程設(shè)計，使我深深的認(rèn)識到專業(yè)課的重要性以 及它對每一位大學(xué)生將來的工作和就業(yè)的深遠(yuǎn)影響。 在這兩周的時間里，我不僅自己所學(xué)的電機(jī)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

11、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(fù)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？ 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

12、壞和幫助。同時我也向負(fù)責(zé)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(xì)心的講解 18 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 【1】 陳伯時.電力拖動自動化控制系統(tǒng)（第二版） .機(jī)械工業(yè)出版社.2011 年 版 【2】 李發(fā)海、王巖電機(jī)與拖動基礎(chǔ)（第 3 版） 清華大學(xué)出版社.2010 年版 【3】 （美）隆內(nèi)克 等著，郭武文等譯電力拖動自動控制華夏出版社. 2002 年版 【4】 網(wǎng)上資料 19 電力拖動自動控制系統(tǒng)課程設(shè)計成績評定表電力拖動自動控制系統(tǒng)課程設(shè)計成績評定表 姓姓 名名 董博譽(yù)董博譽(yù)學(xué)學(xué) 號號 0 0 8 8 1 1 4 4 2 2 0 0 5 5 專業(yè)班級專業(yè)班級 電氣工程及其自動化電氣工程及其自動化 課程設(shè)計題目：課程設(shè)計題目： 單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng) 課程設(shè)計答辯或質(zhì)疑記錄：課程設(shè)計答辯或質(zhì)疑記錄： 成績評定依據(jù)：成績評定依據(jù)： 評評 定定 項項 目目評評 分分 成成 績績 1.選題合理、目的明確（10 分） 2