電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名：邵辰煥學(xué)號(hào)：0708190232專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化院系：動(dòng)力工程學(xué)院指導(dǎo)教師：張俊芳時(shí)間：2010-5-16目錄：【實(shí)驗(yàn)1】晶閘管直流電動(dòng)機(jī)開環(huán)調(diào)速2一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?二、問題分析：2三、simulink仿真模型：2四、參數(shù)設(shè)定：3五：仿真波形圖：5六、波形分析：5【實(shí)驗(yàn)2】晶閘管-直流電動(dòng)機(jī)閉環(huán)-靜差調(diào)速系統(tǒng)6一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?二、問題分析：6三、simulink仿真模型：6四、參數(shù)設(shè)定：7五、仿真波形圖：9六、波形分析：9【實(shí)驗(yàn)3】 三相異步電機(jī)變頻調(diào)速仿真系統(tǒng)10一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?0二、問題分析：10三、simulink仿真模型：10四、參數(shù)設(shè)定：11五、仿真波形圖

2、：13六、波形分析：14實(shí)驗(yàn)中遇到的問題和解決方法：14【實(shí)驗(yàn)1】晶閘管直流電動(dòng)機(jī)開環(huán)調(diào)速一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯克麆?lì)直流電動(dòng)機(jī)的晶閘管開環(huán)調(diào)速過程，觀察其中轉(zhuǎn)速、電磁轉(zhuǎn)矩及電樞電流的變化規(guī)律。二、問題分析：現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中大都通過晶閘管控制向直流電動(dòng)機(jī)供電，典型的晶閘管-直流電動(dòng)機(jī)開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)主要由直流電源、可控晶閘管及電機(jī)三部分組成，由于是開環(huán)調(diào)速，因此無須考慮反饋環(huán)節(jié)。simulink仿真模型同樣按照系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)來構(gòu)造。三、simulink仿真模型：晶閘管-直流電動(dòng)機(jī)開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型：四、參數(shù)設(shè)定：可關(guān)斷晶閘管gto的參數(shù)設(shè)置為：電感設(shè)置為：續(xù)流二極管的參數(shù)設(shè)置為：脈沖發(fā)生器的參數(shù)設(shè)置為

3、：五：仿真波形圖：六、波形分析：上圖中從上到下三個(gè)波形現(xiàn)實(shí)的分別是電機(jī)轉(zhuǎn)速、電樞電流和電樞電壓這三個(gè)量。直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式為：第一個(gè)波形和第二個(gè)波形分別為電機(jī)轉(zhuǎn)速和電樞電流波形，從圖中可以看出，剛開始啟動(dòng)時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速和電樞電流都從零開始增加，超過預(yù)期后又回落，幾次波動(dòng)后，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在180rad/s左右，電樞電流穩(wěn)定在7.5a左右，稱這個(gè)狀態(tài)為穩(wěn)態(tài)。第三個(gè)波形是電樞電壓的波形，直流電樞電壓uc通過可關(guān)斷晶閘管gto而輸出為一個(gè)可控制的一個(gè)矩形脈沖波，當(dāng)脈沖為正的時(shí)候門極開通，電樞電壓為280v，當(dāng)脈沖為負(fù)時(shí)，門極關(guān)斷，電樞電壓變?yōu)?，其均值即為ud，通過控制gto的開關(guān)頻率，就可以控制ud的

4、大小，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。【實(shí)驗(yàn)2】晶閘管-直流電動(dòng)機(jī)閉環(huán)-靜差調(diào)速系統(tǒng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯克麆?lì)直流電動(dòng)機(jī)的晶閘管閉環(huán)一靜差調(diào)速過程，觀察其中轉(zhuǎn)速、電磁轉(zhuǎn)矩及電樞電流的變化規(guī)律。二、問題分析： 和【實(shí)驗(yàn)1】的開環(huán)系統(tǒng)相比，晶閘管-直流電動(dòng)機(jī)閉環(huán)一靜差調(diào)速系統(tǒng)可以保證系統(tǒng)轉(zhuǎn)速相對(duì)穩(wěn)定。根據(jù)經(jīng)典的晶閘管-直流電動(dòng)機(jī)閉環(huán)一靜差調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理，可以非常方便地建立其simulink仿真模型。三、simulink仿真模型：晶閘管-直流電動(dòng)機(jī)閉環(huán)-靜差調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型：(在開環(huán)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)比例反饋環(huán)節(jié))四、參數(shù)設(shè)定：可關(guān)斷晶閘管gto的參數(shù)設(shè)置為：電機(jī)參數(shù)設(shè)定：放大器系數(shù)：電感設(shè)置為：五、仿真

5、波形圖：六、波形分析：上圖中從上到下三個(gè)波形現(xiàn)實(shí)的分別是電機(jī)轉(zhuǎn)速、電樞電流和電樞電壓這三個(gè)量。在閉環(huán)系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速n可由以下公式計(jì)算出：穩(wěn)態(tài)速降可由以下公式計(jì)算出：=；由式可得，閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)k越大，穩(wěn)態(tài)速降越小，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能越好。但根據(jù)反饋控制規(guī)律的第一條可知：只有比例放大器的反饋控制系統(tǒng)，其被調(diào)量仍是有靜差的。因?yàn)閗不可能為無窮。為了確定靜差，通過設(shè)置原件參數(shù)選定了轉(zhuǎn)速為150rad/s的空載轉(zhuǎn)速，通過比較實(shí)際轉(zhuǎn)速和預(yù)設(shè)的空載轉(zhuǎn)速，將比較值反饋到到可關(guān)斷晶閘管的門極來控制電樞電壓的波形。第一個(gè)波形為電機(jī)轉(zhuǎn)速波形，從中可以看出，轉(zhuǎn)速大概穩(wěn)定在120rad/s附近，接近150，即存在一

6、個(gè)約為30rad/s的穩(wěn)態(tài)誤差。第二個(gè)波形為電樞電流波形，在穩(wěn)態(tài)后保持在2.5附近，也符合理論參數(shù)計(jì)算的結(jié)果第三個(gè)波形為電樞電壓波形，由于預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速150rad/s大于實(shí)際轉(zhuǎn)速120rad/s，所以門極信號(hào)在電機(jī)達(dá)到穩(wěn)態(tài)后始終為正，故門極一直處于開通狀態(tài)，電樞電壓波形在穩(wěn)態(tài)后為一條數(shù)值等于280v的直線，而非脈沖信號(hào)。【實(shí)驗(yàn)3】 三相異步電機(jī)變頻調(diào)速仿真系統(tǒng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模焊淖內(nèi)喈惒诫姍C(jī)的定子電源頻率，觀察電機(jī)定子電流、轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律。二、問題分析：由于電機(jī)的轉(zhuǎn)速n與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n1接近，磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n1改變后，電機(jī)的轉(zhuǎn)速n也就隨之改變。由公式n1=60f1/p可知，改變電源頻率f1，可以調(diào)節(jié)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)

7、速，從而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，這樣的調(diào)速方法稱為變頻調(diào)速。三、simulink仿真模型： 該仿真模型和直接起動(dòng)完全相同，這里直接給出：四、參數(shù)設(shè)定：鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)：三相電源參數(shù)設(shè)定為（三相以此差120）：selector設(shè)定為：放大器系數(shù)：五、仿真波形圖：當(dāng)u=380v,f=60hz：當(dāng)u=380v，f=50hz：當(dāng)u=380v，f=70hz：六、波形分析：上圖中從上到下四個(gè)波形現(xiàn)實(shí)的分別是轉(zhuǎn)子電流、定子電流、轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩。比較三個(gè)電源頻率下的電機(jī)轉(zhuǎn)速波形可以發(fā)現(xiàn)，f=60hz時(shí)轉(zhuǎn)速約等于2000rad/s，f=70hz時(shí)轉(zhuǎn)速略大于2000rad/s，f=50hz時(shí)轉(zhuǎn)速略小于2000rad/s。與理論相符合。實(shí)驗(yàn)中遇到的問題和解決方法：1、電機(jī)的參數(shù)設(shè)定很關(guān)鍵。2、續(xù)流二極管要通過參數(shù)設(shè)定之后才能變成實(shí)驗(yàn)一中的形式。3、放大器的增益要設(shè)置在100以上。4、實(shí)驗(yàn)三電路圖中的se