電力拖動課程設計new

1、 學號 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 設設 計計 （ 2008 級本科）級本科） 題題 目：目： 單閉環(huán)轉速負反饋直流調速系統(tǒng)單閉環(huán)轉速負反饋直流調速系統(tǒng) 系（部）院系（部）院: : 物理與機電工程學院物理與機電工程學院 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： 董博譽董博譽 指導教師：指導教師： 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 課程設計任務書 學生姓名董博譽學號 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)轉速負反饋直流調速系統(tǒng) 一、設計內容及技術要求： 設計一個單閉環(huán)轉速負反饋直流調速系統(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、課程設計說明書撰寫要求： 1.選用中小容量的電動機及其外圍電路完成相應的功能。 2.用 MATLAB/simulink 實現(xiàn)軟啟動的功能。 3.給出設計思路、畫出各程序適當?shù)牧鞒虉D。 4.給出所有參數(shù)確定的原因。 5.完

3、成設計說明書（包括封面、目錄、設計任務書、設計思路、硬件設計圖、 程序流程框圖、程序清單、所用器件型號、總結體會、參考文獻） 。 三、設計進度 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 完成硬件設計，算法流程圖及建立模型 星期三至星期四 完成設計，進行，調試，仿真并分析合理性 星期五 答辯 指導教師簽字： 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)設置 .2 2.1.1 6 脈沖同步觸發(fā)器子系統(tǒng)構建.2 2.1.2 主系統(tǒng)的建模和參數(shù)設置 .4 三三、調試結果.14 3.1

4、示波器波形 .14 3.2 比較波形 .15 四、總結.17 參考文獻.18 電力拖動自動控制系統(tǒng)課程設計成績評定表.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。 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

5、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。 圖1-1 轉速單閉環(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)設置 2.1.1、6脈沖同步觸發(fā)器子系統(tǒng)構建 圖2-1 6脈沖同步觸發(fā)

6、器 6脈沖同步觸發(fā)器模型構建是通過SimPowerSystemsExtra LibraryControl BlocksSynchronized 6-Pulse Generator來實現(xiàn)。 參數(shù)設置如下： 三相線電壓模型構建是通過 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)設置 單閉環(huán)轉速負反饋直流調速系統(tǒng)的仿真模型如下： 5 圖 2-2 單閉環(huán)轉速負反饋直流調速系統(tǒng) 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。 找出 4 個常數(shù)模塊：SimulinkSourcesConstant。在 Constant Value 分別設為 120、-180、50、0。 6 找出 2 個加法連接器：SimulinkMath Operati

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

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

10、Signal RoutingMux設為 3 個輸入。 器件全部找出來后，就可按圖 2-2 連線。 連好線后，我們來設置整個模型的參數(shù)： 14 三、調試結果三、調試結果 3.1 示波器波形 設置好后，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 總結總結 通過本次為期兩周的課程設計，使我深深的認識到專業(yè)課的重要性以 及它對每一位大學生將來的工作和就業(yè)的深遠影響。 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

11、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？ 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

12、壞和幫助。同時我也向負責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 18 參考文獻參考文獻 【1】 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 【2】 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 【3】 （美）隆內克 等著，郭武文等譯電力拖動自動控制華夏出版社. 2002 年版 【4】 網上資料 19 電力拖動自動控制系統(tǒng)課程設計成績評定表電力拖動自動控制系統(tǒng)課程設計成績評定表 姓姓 名名 董博譽董博譽學學 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 課程設計題目：課程設計題目： 單閉環(huán)轉速負反饋直流調速系統(tǒng)單閉環(huán)轉速負反饋直流調速系統(tǒng) 課程設計答辯或質疑記錄：課程設計答辯或質疑記錄： 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