交直流调速实验报告.doc

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1、实验报告册专业：班级：姓名：学号：课程：电力传动控制系统实验项目名称：开环直流调速系统的仿真实验实验时间：5-13—5-20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，且机械特性也很硬。开环直流调速系统的电气原理图如图1.1所示。三相晶闸管桥式整流电路经平波

2、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1.1开环直流调速系统电气原理图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。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

3、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：1)设置模块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④模型参考数见表1—1表1.2直流电动机开环调速系统模型参数2）设置仿真参数：仿真算法ode15a，仿真时间1.5S，电动机空载启动，启动0.5s后加额定负载TL=171.4N.m2、实验图表：1）

4、直流电动机开环调速系统仿真图如下图1.32）启动仿真并观察结果:仿真的结果如图1.3所示。其中图1.3.1是整流器输出端的电压波形（局部），图1.3.2是经平波电抗器后电动机电枢两端电压波形，该波形较整流器其输出端的电压波形脉动减少了许多，电压平均值在225V左右，符合设计要求。图1.3.3和图1.3.4是电动机电枢回路电流和转速变化过程。在全电压直接起动情况下，起动电流很大，在0.25s左右起动电流下降为零（空载起动），起动过程结束，这是电动机转速上升到最高值。在起动0.5s后加额定电压负载，电动机的转速下降，电流增加。图1.3.5是电动机的转矩变化曲线，

5、转矩曲线与电流曲线成比例。图1.3.6给出了工作过程中电动机的转矩—转速特性曲线。通过仿真反应了开环晶闸管—直流电动机系统的空载起动和加载时的工作情况。1.3.11-3b1.3.21.3.31.3.41.3.51.3.6三、实验思考（完成相应的实验思考题，提出实验的改进方法）：1、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、开环直流调速系统转速n与转矩Te之间的关系：电动机在额定磁通下的转矩系数：理想空载转速，与电压系数成正比：3、假设开环直流调速系统允许的最低转速为500r/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

6、速范围D。解：电动机的电动势系数：=0.1311（v.min/r）所以：（r/min）静差率*100%=30%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：5-13—5-20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

7、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2.1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

8、方程为：（1）根据电磁转矩公式和运动方程可知，Ia的