交直流调速报告 昆明学院

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1、昆明学院实验报告册专业：电气工程及其自动化班级：电气（3）班姓名：黄景鑫学号：201304170211课程：交直流调速控制系统昆明学院自动控制与机械工程学院实验项目名称：开环直流调速系统的仿真实验实验时间：2016.5同组人：实验报告评分：一、预习报告（实验课前了解实验目的，预习实验原理、实验步骤）：1、实验目的（简述）：1．掌握开环直流调速系统的原理；2．掌握利用simulink编程进行仿真的方法。2、实验原理（简述）：直流电动机的转速方程为：(1)从转速方程可以看出，调节电枢供电电压Ua即可实现调速，这种调速方法的优点是既能连续平滑调速，又有较大的调速范围，且机

2、械特性也很硬。开环直流调速系统的电气原理图如图1所示。三相晶闸管桥式整流电路经平波电抗器L为直流电动机电枢供电，通过改变触发器移相控制信号Uc，可以调节晶闸管的触发角α，从而改变整流电路的输出电压平均值Ud，实现直流电动机的调速。图1开环直流调速系统电气原理图3、实验步骤：1．掌握直流电动机调压调速的原理。2．分析三相桥式整流电路中触发角α与输出直流电压平均值之间的关系。3．根据开环直流调速系统电气原理图，编制Simulink实验程序，上机调试，记录结果。4．分析实验结果，完成书面实验报告，并完成相应的思考题。二、实验数据（记录相应的表格或图表）：1、实验数据表格：

3、图1-1开环直流调速系统simulink仿真原理图2、实验图表：开环直流调速系统数据直流电动机额定参数：UN=220V，IN=136A，nN=1460r/min，四极，Ra=0.21Ω，GD2=22.5N·m2。励磁电压Uf=220V，励磁电流If=1.5A。三相桥式整流器内阻为Rrec=0.5Ω。平波电抗器Ld=20mH。参数:供电电源电压电动机参数励磁电阻：励磁电感在恒定磁场控制是可取“0”。电枢电阻：电枢电感由下式估算：电枢绕组和励磁绕组互感：因为所以电动机转动惯量③额定负载转矩图1-2直流电动机开环调速系统模型参数图1-3直流电动机转速与转矩之间的关系曲线图

4、1-4直流电动机的转速波形图1-5加入电压扰动后的电压波形结论：加入电压扰动为1.5V，加入电压扰动以后，在1.5S开始调速，最终稳定下来的转速比原转速大。图1-6直流电机的转矩波形图1-7电枢电流仿真结果图图1-8三相桥式整流器输出的电压波形图1-9三相桥式整流器输出的平均电压波形三、实验思考（完成相应的实验思考题，提出实验的改进方法）：1、总结三相桥式整流电路中触发角α与输出直流电压平均值Ud之间的关系。2、总结开环直流调速系统转速n与电磁转矩Te之间的关系。系统机械特性方程式为：或用转矩表示：式中为电动机在额定磁通下的转矩系数，;为理想空载转速，与电压系数成正

5、比，。3、假设开环直流调速系统允许的最低转速为600r/min，根据所给电动机参数计算开环直流调速系统的静差率δ和调速范围D。解：电动机的电动势系数：v.min/r=0.1311v.min/r则r/minr/min静差率=26.6%调速范围：=2.87实验项目名称：转速闭环控制的直流调速系统仿真实验实验时间：2016.5同组人：实验报告评分：一、预习报告（实验课前了解实验目的，预习实验原理、实验步骤）：1、实验目的（简述）：1．掌握转速闭环控制的直流调速系统原理；2．掌握利用simulink编程进行仿真的方法。2、实验原理（简述）：1．直流电动机的调压调速原理从直流

6、电动机的转速方程可以看出，调节电枢供电电压Ua即可实现调速。2．晶闸管装置整流原理三相晶闸管桥式整流电路经平波电抗器L为直流电动机电枢供电，通过改变触发器移相控制信号Uc，可以调节晶闸管的触发角α，从而改变整流电路的输出电压平均值Ud，实现直流电动机的调速。3．负反馈控制原理带转速负反馈的直流调速系统稳态结构图如图1所示。系统由转速比较环节、偏差电压方大环节、电力电子变换器和测速反馈环节构成。系统在电动机负载增加时，转速下降，转速反馈Un减小，而转速的偏差△Un将增加，同时放大器输出控制电压Uc增加，Uc的增加将使得晶闸管的触发角α减小，从而增大整流装置的输出电

7、压平均值，为电动机提供更大的电枢电压Ua，从而增大电动机的电枢电流Ia。电动机的电磁转矩为，运动方程为：（1）根据电磁转矩公式和运动方程可知，Ia的增加将使得电磁转矩增大，从而使得转速升高，补偿了负载增加造成的转速降。图1转速反馈闭环控制直流调速系统稳态结构图3、实验步骤：1．建立转速闭环控制直流调速系统的数学模型；2．编程进行转速闭环控制直流调速系统的仿真。3．根据转速闭环控制直流调速系统稳态结构图，编制Simulink实验程序，上机调试，记录结果。4．分析实验结果，完成书面实验报告，并完成相应的思考题。二、实验数据（记录相应的表格或图表）：1、实验数据表格：