雙閉環(huán)三相異步電動機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的仿真設(shè)計

1、吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院 課 程 設(shè) 計 報 告題目名稱 雙閉環(huán)三相異步電動機 調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的仿真 院（系） 電氣信息工程系 課程名稱 電力拖動自動控制系統(tǒng) 班 級 電氣11-1 學(xué) 號 110090121 學(xué)生姓名 李林 指導(dǎo)教師 柏逢明 起止日期 目 錄摘要 IABSTRACTII第1章 雙閉環(huán)三相異步電動機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)1 1.1設(shè)計原理1 1.2工作原理2 控制電路2 移相觸發(fā)電路2 第2章 設(shè)計方案3 2.1 主電路設(shè)計3 調(diào)壓電路3 開環(huán)調(diào)壓調(diào)速3 閉環(huán)調(diào)壓調(diào)速4 2.2 控制回路設(shè)計5 轉(zhuǎn)速檢測環(huán)節(jié)和電流檢測環(huán)節(jié)的設(shè)計5 調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)參數(shù)分析9 2.3 觸發(fā)電路設(shè)計11 第3章 仿真

2、設(shè)計12 3.1 調(diào)壓電路12 調(diào)壓電器的仿真模型12 參數(shù)的設(shè)定13 電阻負載的仿真圖形14 3.2 異步電動機帶風(fēng)機泵類負載開環(huán)調(diào)壓調(diào)速模塊15 參數(shù)設(shè)定15 閉環(huán)調(diào)壓 18結(jié)論21致謝22參考文獻23摘 要調(diào)壓調(diào)速是變轉(zhuǎn)差率調(diào)速的一種。由電機原理可知當(dāng)轉(zhuǎn)差率s基本保持不變時，電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比，因此，改變定子電壓就可以得到不同的人為機械特性，從而達到調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速的目的。 改變加在定子上的電壓是通過交流調(diào)壓器實現(xiàn)的。目前廣泛采用的交流調(diào)壓器由晶閘管等器件組成。它是將三個雙向晶閘管分別接到三相交流電源與三相定子繞組之間，通過調(diào)整晶閘管導(dǎo)通角的大小來調(diào)節(jié)加到定子

3、繞組兩端的端電壓。晶閘管三相交流調(diào)壓電路的連結(jié)方式很多，各有其特點。雙閉環(huán)調(diào)壓調(diào)速特性以前用飽和電抗器，現(xiàn)在廣泛采用晶閘管調(diào)壓電路。在前面所述的開環(huán)系統(tǒng)的調(diào)速中，其機械特性軟，調(diào)速范圍較窄。加轉(zhuǎn)速負反饋系統(tǒng)環(huán)節(jié)后成了調(diào)壓調(diào)速的閉環(huán)控制系統(tǒng)。調(diào)速范圍變大了。 三相異步電動機的結(jié)構(gòu)主要由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。測速發(fā)電機TG測得電動機轉(zhuǎn)速即測速發(fā)電機的un,當(dāng)nu,將u與給定電壓比較得到一個電壓變化值，將這個變化值作為放大器的輸入端，經(jīng)放大后的輸出為觸發(fā)器的發(fā)出信號，使觸發(fā)器發(fā)出發(fā)出一定相位的脈沖，晶閘管調(diào)壓器就輸出一定值的電壓，調(diào)節(jié)給定電壓的大小就可以得到不同輸出電壓，從而達到調(diào)速的目

4、的。本文基于matlab軟件進行設(shè)計仿真。關(guān)鍵詞：調(diào)壓調(diào)速；雙閉環(huán)；三相異步電動機；matlabABSTRACTThe pressure regulating speed is a variable slip speed. By the principle known as motor slip s remained basically unchanged, the electromagnetic torque and stator voltage of the motor is directly proportional to the Ping Fangcheng, therefore, s

5、tator voltage can be artificially different mechanical properties, so as to achieve the purpose of regulating the rotation speed of the motor.Altering the voltage in the stator is realized through AC voltage regulator. Now widely used in AC voltage regulator is composed of a thyristor devices. It is

6、 the three bidirectional thyristors are respectively connected to the three-phase AC power and three-phase stator winding, the terminal voltage by adjusting the thyristor conduction angle to adjust the size of the added to the stator winding. Thyristor three-phase AC voltage regulating circuit conne

7、cted in many ways, each with its own characteristics.Double closed loop variable voltage and speed characteristics previously used saturated reactor, is now widely used thyristor voltage regulating circuit. Speed open-loop system described in the preceding, the mechanical characteristics of soft, na

8、rrow speed range. Add speed negative feedback system links into a closed loop variable voltage speed control system. Larger speed range.The structure of the three-phase asynchronous motor is composed of two parts of stator and rotor. Tachometer generator TG measured motor speed is n u tachogenerator

9、, relax, when n u u with the given voltage will decrease, compared to get a change of voltage value, the change of value as the inputs of the amplifier, the amplified output signal issued for flip flops, make the hair of certain trigger pulse phase the regulator output voltage, have certain value of

10、 thyristor regulating voltage, given the size of the output voltage can be obtained, so as to achieve the purpose of speed. This paper design and simulation based on MATLAB software.Keywords: variable voltage speed control; double closed-loop; three-phase asynchronous motor; MATLAB第1章 雙閉環(huán)三相異步電動機調(diào)壓調(diào)速

11、系統(tǒng)1.1設(shè)計原理對于可調(diào)速的電力拖動系統(tǒng)，工程上往往把它分為直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)兩類。所謂交流調(diào)速系統(tǒng)，就是以交流電動機作為電能機械能的轉(zhuǎn)換裝置，并對其進行控制以產(chǎn)生所需要的轉(zhuǎn)速。交流異步電動機機械特性的參數(shù)表達式如下： 變壓調(diào)速是異步電動機調(diào)速方法中的一種，由三相異步電動機機械特性參數(shù)表達式可知，當(dāng)異步電動機等效電路的參數(shù)不變時，在相同點的轉(zhuǎn)速下，電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比，因此，改變定子外加電壓就可以機械特性的函數(shù)關(guān)系，從而改變電動機在一定負載轉(zhuǎn)矩下的轉(zhuǎn)速。 本實驗即采用定子調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)，就是在恒定交流電源與交流電動機之間接入晶閘管作為交流電壓控制器，即改變定子電壓調(diào)速。如下圖

12、畫出了定子電壓為、 ()時的機械特性。 TLabcU”1cabnmsSmTemaxU1>U1>U1”通風(fēng)機負載特性圖1-1 異步電動機在不同電壓的機械特性由電機原理可知，當(dāng)轉(zhuǎn)差率s基本保持不變時，電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比。因此，改變定子電壓就可以得到不同的人為機械特性，從而達到調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速的目的。1.2工作原理 系統(tǒng)主電路采用3個雙向晶閘管，具有體積小?？刂茦O接線簡單等優(yōu)點。為交流輸入端，A 為輸出端，接向異步電動機定子繞組。為了保護晶閘管，在晶閘管兩端接有阻容器吸收裝置和壓敏電阻。 控制電路速度給定指令電位器BP1所給出的電壓，經(jīng)運算放大器N組成的速度調(diào)節(jié)器送入移

13、相觸發(fā)電路。同時，N還可以得到來自測速發(fā)電機的速度負反饋信號或來自電動機端電壓的電壓反饋信號，以構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，提高調(diào)速系統(tǒng)的性能。 移相觸發(fā)電路雙向晶閘管有4種觸發(fā)方式。本系統(tǒng)采用負脈沖觸發(fā)，即不論電源電壓在正半周期還是負半周期，觸發(fā)電路都輸出負得觸發(fā)脈沖。負脈沖觸發(fā)所需要的門極電壓和電流較小，故容易保證足夠大的觸發(fā)功率，且觸發(fā)電路簡單。TS是同步變壓器，為保證觸發(fā)電路在電源正負半波時都能可靠觸發(fā)，又有足夠的移相范圍，TS采用DY11型接法。移相觸發(fā)電路采用鋸齒波同步方式，可產(chǎn)生雙脈沖并有強觸發(fā)脈沖電源（+40V）經(jīng)X31送到脈沖變壓器的一次側(cè)。第2章 設(shè)計方案2.1 主電路設(shè)計 調(diào)壓電路改變

14、加在定子上的電壓是通過交流調(diào)壓器實現(xiàn)的。目前廣泛采用的交流調(diào)壓器由晶閘管等器件組成。它是將三個雙向晶閘管分別接到三相交流電源與三相定子繞組之間通過調(diào)整晶閘管導(dǎo)通角的大小來調(diào)節(jié)加到定子繞組兩端的端電壓。這里采用三相全波星型聯(lián)接的調(diào)壓電路。UbUcT3T5T4T6RRRN圖2-1 調(diào)壓電路原理圖 開環(huán)調(diào)壓調(diào)速開環(huán)系統(tǒng)的主電路由觸發(fā)電路、調(diào)壓電路、電機組成。原理圖如下：圖2-2 開環(huán)調(diào)壓系統(tǒng)原理圖AT為觸發(fā)裝置，用于調(diào)節(jié)控制角的大小來控制晶閘管的導(dǎo)通角，控制晶閘管輸出電壓來調(diào)節(jié)加在定子繞組上的電壓大小。2.1.3 閉環(huán)調(diào)壓調(diào)速速度負反饋閉環(huán)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的工作原理：將速度給定值與速度反饋值進行比較，比

15、較后經(jīng)速度調(diào)節(jié)器得到控制電壓，再將此控制電壓輸入到觸發(fā)裝置，由觸發(fā)裝置輸出來控制晶閘管的導(dǎo)通角，以控制晶閘管輸出電壓的高低，從而調(diào)節(jié)了加在定子繞組上的電壓的大小。因此，改變了速度給定值就改變了電動機的轉(zhuǎn)速。由于采用了速度負反饋從而實現(xiàn)了平穩(wěn)、平滑的無級調(diào)速。同時當(dāng)負載發(fā)生變化時，通過速度負反饋，能自動調(diào)整加在電動機定子繞組上的電壓大小。由速度調(diào)節(jié)器輸出的控制電壓使晶閘管觸發(fā)脈沖前移，使調(diào)壓器的輸出電壓提高，導(dǎo)致電動機的輸出轉(zhuǎn)矩增大，從而使速度回升，接近給定值。圖2-3 系統(tǒng)調(diào)速結(jié)構(gòu)圖 圖2-4 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理圖2.2 控制回路設(shè)計轉(zhuǎn)速檢測環(huán)節(jié)和電流檢測環(huán)節(jié)的設(shè)計1）電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計原理電流環(huán)

16、的控制對象又電樞回路組成的大慣性環(huán)節(jié)與晶閘管整流裝置，觸發(fā)器，電流互感器以及反饋濾波等一些小慣性環(huán)節(jié)組成。電流環(huán)可以校正成典型1型系統(tǒng)，也可以校正成典型2型系統(tǒng)，校正成哪種系統(tǒng)，取決于具體系統(tǒng)要求。由于電流環(huán)的重要作用是保持電樞電流在動態(tài)過程中不超過允許值，因而，在突加給定時不希望有超調(diào)，或者超調(diào)越小越好。從這個觀點來說，應(yīng)該把電流環(huán)校正成典型1型系統(tǒng)。但是，典型1型系統(tǒng)在電磁慣性時間常數(shù)較大時，抗繞性能較差?；謴?fù)時間長?？紤]到電流環(huán)還對電網(wǎng)電壓波動又及時的調(diào)節(jié)功能，因此，為了提高其抗擾性能，又希望把電流環(huán)校正成典型2型系統(tǒng)。2）電流環(huán)的結(jié)構(gòu)的簡化電流環(huán)的結(jié)構(gòu)如圖2-5 所示。把電流環(huán)單獨拿出

17、來設(shè)計時，首先遇到的問題是反電勢產(chǎn)生的反饋作用。在實際系統(tǒng)中，由于電磁時間常數(shù)T1遠小于機電時間常數(shù) Tm，電流調(diào)節(jié)過程往往比轉(zhuǎn)速的變化過程快得多，因而也比電勢E的變化快得多，反電勢對電流環(huán)來說，只是一個變化緩慢的擾動，在電流調(diào)節(jié)器的快速調(diào)節(jié)過程中，可以認為E基本不變，即E=0。這樣，在設(shè)計電流環(huán)時，可以不考慮反電勢變化的影響，而將電勢反饋作用斷開，使電流環(huán)結(jié)構(gòu)得以簡化。另外，在將給定濾波器和反饋濾波器兩個環(huán)節(jié)等效的置于環(huán)內(nèi)，使電流環(huán)結(jié)構(gòu)變?yōu)閱挝环答佅到y(tǒng)。最后，考慮到反饋時間常數(shù) Ti 和晶閘管變流裝置間常數(shù) Ts 比 T1 小得多，可以當(dāng)作小慣性環(huán)節(jié)處理。經(jīng)過上述簡化和近似處理后，電流環(huán)的結(jié)

18、構(gòu)圖最終可簡化為圖2-6所示：圖2-5 電流環(huán)的結(jié)構(gòu)圖2-6 電流環(huán)的結(jié)構(gòu)簡化圖3）電流調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)選擇由于電流環(huán)中的控制對象傳遞函數(shù) Wi（s）含有兩個慣性環(huán)節(jié)，因此按典型系統(tǒng)設(shè)計的話，應(yīng)該選PI 調(diào)節(jié)器進行串聯(lián)校正，其傳遞函數(shù)為為了對消控制對象的大時間常數(shù)，取 。此時，電流環(huán)的結(jié)構(gòu)圖就成為典型型系統(tǒng)的形式，如圖2-7所示。圖 2-7 電流環(huán)的結(jié)構(gòu)圖如果要求跟隨性好，超調(diào)量小，可按工程最佳參數(shù)KgT=0.5或=0.707選擇調(diào)節(jié)器的參數(shù)。電流環(huán)開環(huán)放大系數(shù) Ki 為 K=令KT=0.5,所以有： K=且截止頻率W為： W=K=上述關(guān)系表明，按工程最佳參數(shù)設(shè)計電流環(huán)時，截止頻率W與T的關(guān)系滿足

19、小慣性環(huán)節(jié)的近似條件W。如果按典型型系統(tǒng)設(shè)計電流環(huán)， 則需要將控制對象中的大慣性環(huán)節(jié)近似為積分環(huán)節(jié)，當(dāng)T>hT時 ，而電流調(diào)節(jié)器仍可用 PI 調(diào)節(jié)規(guī)律。但積分時間常數(shù)應(yīng)選得小一些，即= hT。按最小峰值M選擇電流環(huán)時，如選用工程最佳參數(shù) h=5，則電流環(huán)開環(huán)放大系數(shù) KI為： K=于是可得 K= W=顯然，按工程最佳參數(shù)h=5確定的W和T的關(guān)系，也可以滿足小慣性環(huán)節(jié)的近似的條件。2.2.2調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)參數(shù)分析轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計1電流環(huán)的等效傳遞函數(shù) 電流環(huán)是轉(zhuǎn)速環(huán)的內(nèi)環(huán)，設(shè)計轉(zhuǎn)速環(huán)時要對電流環(huán)做進一步的簡化處理，使電流成為一個簡單的環(huán)節(jié)，以便按典型系統(tǒng)設(shè)計轉(zhuǎn)速環(huán)。 如果電流環(huán)是按工程最佳

20、參數(shù)設(shè)計的典型 I 型系統(tǒng)，則由圖2-6可得其閉環(huán)傳遞函數(shù)為： W（s）=由于： K=, 所以有W（s）=在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計中，轉(zhuǎn)速外環(huán)的截止頻率W總是低于電流環(huán)的截止頻W，即W<< W.因此，設(shè)計轉(zhuǎn)速環(huán)時可以把電流環(huán)看成是外環(huán)中的一個小時常數(shù)環(huán)節(jié)，并加以簡化處理，即略去WBi(s)中分母的高次項，得簡化后的傳遞函數(shù)為： W（s）近似條件為: W<<0.5T。電流環(huán)的這種近似處理產(chǎn)生的效果可以用對數(shù)幅頻特性來表示。電流環(huán)未作處理時阻尼比=0.707 ，自然振蕩頻率為的二階振蕩環(huán)節(jié)，當(dāng)轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率較W低時，對于轉(zhuǎn)速環(huán)的頻率特性來說，原系統(tǒng)和近似系統(tǒng)只在高頻段有些區(qū)別。

21、由于電流環(huán)在轉(zhuǎn)速環(huán)內(nèi)，其輸入信號Ui。因此，與電流環(huán)的近似的小環(huán)節(jié)應(yīng)為=，式中時間常數(shù)2T的大小隨調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇方法不同而異。2轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差，必須在擾動作用點以前設(shè)置一個積分環(huán)節(jié)，從圖 2-7可以看出，在負載擾動作用點以后，已經(jīng)有一個積分環(huán)節(jié)，故從靜態(tài)無差考慮需要 II 型系統(tǒng)。從動態(tài)性能上看，考慮轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和非線性后，調(diào)速系統(tǒng)的跟隨性能與抗擾性能是一致的，而典型 II 型系統(tǒng)具有較好的抗擾性能。所以，轉(zhuǎn)速環(huán)應(yīng)該按典型 II 系統(tǒng)進行設(shè)計。由圖2-9可以明顯地看出，要把轉(zhuǎn)速環(huán)校正成典型 II 型系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR也應(yīng)該采用 PI 調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 W=K式

22、中K轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù)這樣，調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為： W（S）=其中，轉(zhuǎn)速開環(huán)增益為 K=不考慮負載擾動時，校正后的調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)于下圖2-8 圖2-8 校正后的調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu) 圖 2-9的調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)3.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)選擇 按跟隨性能和抗擾性能最好的原則，取h=5進行計算。 小慣性環(huán)節(jié)近似處理條件: W4.電流環(huán)設(shè)計時，KT=0.5, 所以，<5%。2.3 觸發(fā)電路設(shè)計晶閘管觸發(fā)電路的作用是產(chǎn)生符合要求的門極觸發(fā)脈沖，保證晶閘管在必要時由阻斷轉(zhuǎn)為導(dǎo)通。晶閘管觸發(fā)電路往往包括觸發(fā)時刻進行控制相位控制電路、觸發(fā)脈沖的放大和輸出環(huán)節(jié)。 對于調(diào)壓電路，要

23、求順序輸出的觸發(fā)脈沖依次間隔60°。觸發(fā)順序依次為VT1VT2VT3VT4VT5VT6，晶閘管必須嚴格按編號輪流導(dǎo)通，6個觸發(fā)脈沖相位依次相差60O。第3章 仿真設(shè)計3.1 調(diào)壓電路 調(diào)壓電器的仿真模型 圖 3-1 調(diào)壓電器的仿真模型調(diào)壓電路的搭建 圖 3-2 調(diào)壓電路模型 參數(shù)的設(shè)定Frequency of synchronization voltages(hz)：同步電壓頻率（赫茲）50HzPulse width(degrees)：觸發(fā)脈沖寬度（角度）10Double pulsing：雙脈沖出發(fā)選擇。RLC負載的參數(shù)設(shè)定：電阻100，電感0H，電容的值為infUA：峰值220v,

24、f為50Hz,初相位為0°UB：峰值220v,f為50Hz,初相位為-120°UC：峰值220v,f為50Hz,初相位為-240°電阻負載的仿真圖形在電阻負載時三相交流調(diào)壓器的輸出電壓仿真結(jié)果如圖3-3所示。其中左圖為=45°時調(diào)壓器輸出的波形，右圖所示為=60°時調(diào)壓器輸出的波形。通過比較a)和b)可以發(fā)現(xiàn)，隨著觸發(fā)角的增加，同時有三個晶閘管導(dǎo)通的區(qū)間逐步減小，到>=60°時，任何晶閘管都只有兩相晶閘管導(dǎo)通。 圖 3-3 三相交流調(diào)壓器的輸出電壓波形3.2 異步電動機帶風(fēng)機泵類負載開環(huán)調(diào)壓調(diào)速模塊 參數(shù)設(shè)定由公式Tz=kn &

25、#178;可推出k=Tz/n ²電機參數(shù)額電壓220v 頻率為60Hz 極對數(shù)為2對容量為2238VA 同步轉(zhuǎn)速為1800轉(zhuǎn)/分鐘可以計算k=0.000003665UA：峰值180v,f為60Hz,初相位為0°UB：峰值180v,f為60Hz,初相位為-120°UC：峰值180v,f為60Hz,初相位為-240°圖 3-4 開環(huán)系統(tǒng)仿真模型1）觸發(fā)角為60°時得到的轉(zhuǎn)速圖3-5 =60°時 電機轉(zhuǎn)速變化的過程由圖中可以觀察到當(dāng)觸發(fā)角為60°時，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在1712轉(zhuǎn)/分鐘，轉(zhuǎn)速在0.9s時達到穩(wěn)定狀態(tài)。2）觸發(fā)角為75

26、6;時得到的轉(zhuǎn)速圖3-6 =75°時 電機轉(zhuǎn)速變化的過程由圖中可以觀察到當(dāng)觸發(fā)角為75°時，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在1660轉(zhuǎn)/分鐘，轉(zhuǎn)速在1.6s時達到穩(wěn)定狀態(tài)。通過比較圖3-5和圖3-6的觸發(fā)角為60°和80°時可以發(fā)現(xiàn)：隨著的增大，使得輸出電壓降低，使轉(zhuǎn)速下降，從而達到調(diào)速的目的。3）改變電源電壓，電源電壓為150v, 觸發(fā)角為60°時得到的轉(zhuǎn)速圖3-7 電源電壓為150v =60°時 電機轉(zhuǎn)速變化的過程由圖中可以觀察到當(dāng)觸發(fā)角為60°時，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在1660轉(zhuǎn)/分鐘，轉(zhuǎn)速在1s時達到穩(wěn)定狀態(tài)。通過比較圖3-6和圖3-7可以發(fā)現(xiàn)，在相

27、同的觸發(fā)角不同的電源電壓下，電源電壓的降低會使轉(zhuǎn)速下降。同時也可以得到通過改變電源電壓的大小來實現(xiàn)調(diào)速的可行性。閉環(huán)調(diào)壓 圖3-8 閉環(huán)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)仿真模型異步電動機速度負反饋閉環(huán)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型如下所示，將速度給定值（1200）與速度反饋值進行比較，比較后經(jīng)速度調(diào)節(jié)器得到控制電壓，再將此控制電壓輸入到觸發(fā)裝置，由觸發(fā)裝置輸出來控制晶閘管的導(dǎo)通角，以控制晶閘管輸出電壓的高低，從而調(diào)節(jié)了加在定子繞組上電壓的大小。因此，改變速度給定值就改變了電機的轉(zhuǎn)速。由于采用了速度負反饋從而實現(xiàn)了平穩(wěn)平滑的無級調(diào)速。同時負載發(fā)生變化時，通過速度負反饋，能制動調(diào)整加在定子繞組上的電壓的大小，由速度調(diào)節(jié)器輸出

28、的控制電壓使晶閘管觸發(fā)脈沖遷移，是調(diào)壓器的輸出電壓提高，導(dǎo)致電動機的輸出轉(zhuǎn)矩增大，從而使速度回升，接近給定值。PI設(shè)置：比例環(huán)4， 環(huán)0.1，輸出限幅60，-60。控制角調(diào)節(jié)范圍0120。 圖 3-9 閉環(huán)轉(zhuǎn)速特性圖3-10是電壓為180v，轉(zhuǎn)速給定為1420，從圖中可以可以發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速給定為1420，轉(zhuǎn)速在0.5s時達到穩(wěn)定狀態(tài)，轉(zhuǎn)速維持在1420，從中可以得出轉(zhuǎn)速跟隨給定變化。以下是給定1350在1.4S時給60階躍的轉(zhuǎn)速、控制角、負載轉(zhuǎn)矩。 圖3-10 轉(zhuǎn)速從圖3-11可以發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速在0.45s時達到穩(wěn)定，在0.45s到1.4s時轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在1350轉(zhuǎn)/分鐘，到1.4s時給了一個終值為60的階躍

29、，可以發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速跟隨給定變化。 圖3-11 控制角從圖3-12可以直觀的看到控制角在隨著給定的變化而變化，從而實現(xiàn)調(diào)速。 圖3-12 轉(zhuǎn)矩開始時，轉(zhuǎn)速為0，負載轉(zhuǎn)矩為0，反饋因輸出限幅為-60，經(jīng)60偏置使得輸入控制角為0，定子繞組電壓為電源電壓。隨著轉(zhuǎn)速的上升，負載轉(zhuǎn)矩增大，反饋在一定范圍內(nèi)依舊為0.經(jīng)0.6秒后轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在1350，負載轉(zhuǎn)矩、控制角也保持穩(wěn)定。再過0.8秒，給定增加60，經(jīng)反饋，減小控制角，增大電壓提高轉(zhuǎn)速，負載轉(zhuǎn)矩隨之增大，在1.6秒內(nèi)保持穩(wěn)定。結(jié) 論本文基于matlab軟件做雙閉環(huán)三相異步電動機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)仿真設(shè)計，對于可調(diào)的電力拖動系統(tǒng)，工程上往往把它分為直流調(diào)速和交流調(diào)

30、速系統(tǒng)，在本文中根據(jù)三相異步電動機機械特性參數(shù)表達式知，通過改變定子外加電壓就可以改變電動機在一定負載轉(zhuǎn)矩下的轉(zhuǎn)速，在恒定交流電源與交流電動機之間接入晶閘管作為交流電壓控制器，即改變定子電壓調(diào)速。本實驗根據(jù)閉環(huán)調(diào)壓調(diào)速，控制回路的設(shè)計通過轉(zhuǎn)速檢測環(huán)節(jié)和電流檢測環(huán)節(jié)的設(shè)計，調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)參數(shù)分析是調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器及其結(jié)構(gòu)的選擇，在參數(shù)的設(shè)定過程中，改變晶閘管的觸發(fā)角，其實就是改變觸發(fā)的時間，會得到電機轉(zhuǎn)速不同的變化過程，通過比較發(fā)現(xiàn)，在相同的觸發(fā)角不同的電源電壓下，電源電壓的降低會使轉(zhuǎn)速下降。由此可以得到，異步電動機速度負反饋閉環(huán)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型，將速度給定值（1200）與速度反饋值進行比較

31、，比較后經(jīng)速度調(diào)節(jié)器得到控制電壓，再將此控制電壓輸入到觸發(fā)裝置，由觸發(fā)裝置輸出來控制晶閘管的導(dǎo)通角，以控制晶閘管輸出電壓的高低，從而調(diào)節(jié)了加在定子繞組上電壓的大小。致 謝課程設(shè)計完成了，在這個過程中我學(xué)到了很多東西。首先我要感謝老師的幫助，她們在我完成課程設(shè)計的過程中，給予了我很大的幫助。從設(shè)計的開始到設(shè)計的書寫，每一次改正都讓我有很大的提高，通過此次的課程設(shè)計，我學(xué)到了很多知識，在設(shè)計的寫作過程中，通過查資料和搜集有關(guān)的文獻，培養(yǎng)了自學(xué)能力和動手能力。并且由原先的被動的接受知識轉(zhuǎn)換為主動的尋求知識，這可以說是學(xué)習(xí)方法上的一個很大的突破。通過課程設(shè)計，我們學(xué)會了如何將學(xué)到的知識轉(zhuǎn)化為自己的東西，學(xué)會了怎么更好的處理知識和實踐相結(jié)合的問題。我想，課程論文的過程不僅僅是一個完成一篇論文的過程，而是一個端正態(tài)度的過程，是在為畢業(yè)論文打下良好的基礎(chǔ)，這個過程將使我受益匪淺！參考文獻1陳伯時.電力拖動自動控制系統(tǒng)（第2版）M. 機