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、 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(shè)設(shè) 計計（ 2008 級本科）級本科）題題 目：目： 單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)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(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)書學生姓名董博譽學號0814205專業(yè)方向電氣工程及其自動化班

2、級082題目名稱單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負反饋直流調(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?shù)牧鞒虉D。4.給出所有參數(shù)確定的原因。5.完成設(shè)計說明書（包括封面、目錄、設(shè)計

3、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） 。三、設(shè)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(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.22.1 系統(tǒng)的建模和模型仿真參數(shù)設(shè)置 .22.1.1 6 脈沖同步觸發(fā)器子系統(tǒng)構(gòu)建.22.1.2 主系統(tǒng)的建模和參數(shù)設(shè)置 .4三三、調(diào)試結(jié)果.143.1 示波器波形 .143.2 比較波形 .15四、總結(jié).17參考文獻.

4、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，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。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陰極之間，以改變“三相全控整流”的輸

5、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。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)器6脈沖同步觸發(fā)器模型構(gòu)建是通過simpowersystemsextra librarycontrol bloc

6、kssynchronized 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 5in2 則改為 4 4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。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

7、 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 operationssum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：simulinkcomm

8、only 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 electronicsuniversal bridge晶閘管整流橋設(shè)置如下：二極管設(shè)置如下： 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：sinpowersystem

9、smachinesdc 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。simulinksignal 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，

10、點擊運行，查看示波器，波形如下圖所示： 153.2、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(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，但是面

11、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，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 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、

12、王巖電機與拖動基礎(chǔ)（第 3 版） 清華大學出版社.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(shè)計題目：課程設(shè)計題目： 單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負反饋直流調(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.