晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验

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1、《功率电子学课程设计》设计报告设计时间：2012.06.05班级：10应用电子及技术（1）班姓名：报告页数：15广东工业大学课程设计报告设计题目晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验学院信息工程专业应用电子技术班（1）学号姓名成绩评定_______教师签名_______晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验1、实验目的（1）熟悉晶闸管直流调速系统的组成及其基本结构。（2）掌握晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。2、实验原理晶闸管直流调速系统由整流变压器、晶闸管整流调速装置、平波电抗器、电动机—发电机住等组成。在本实验中，整流装置的主电路为三相桥式电路，控

2、制电路可直接由给定电压Ug作为触发器的移相控制电压Uct，改变Ug的大小即可改变控制角α，从而获得可调的直流电压，以满足实验要求。实验系统的组成原理如图1所示。图1晶闸管直流调速实验系统原理图3、实验内容（1）测定晶闸管直流调速系统主电路总电阻值R。（2）测定晶闸管直流调速系统住电感值L。（3）测定直流电机—直流发电机—测速发电机组的飞轮惯量GD2。（4）测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数Td。（1）测定直流电动机电势常数Ce和转矩常数CM。（2）测定晶闸管直流调速系统机电时间常数TM。（3）测定晶闸管出发及整流装置特性Ud=ƒ(Uct)。（4）测定测速发电机特

3、性UTG=ƒ（n）。4、实验仿真晶闸管直流调速实验系统的原理图如图1所示。该系统由给定信号、同步脉冲触发器、晶闸管整流桥、平波电抗器、直流电动机等部分组成。图2是采用面向电气原理图方法构成的晶闸管直流调速系统的仿真模型。下面介绍各部分建模与常数设置过程。图2晶闸管开环直流调速系统的仿真模型4.1系统的建模和模型参数设置系统的建模包括主电路的建模和控制电路的建模两部分。（1）主电路的建模和参数设置由图2可见，开环直流调速系统的主电路由三相对称交流电压源、晶闸管整流桥、平波电抗器、直流电动机等部分组成。由于同步脉冲触发器与晶闸管整流桥不可分割的两个环节，通常作为一个组合体

4、来讨论，所以将触发器归到主电路进行建模。①三相对称交流电压源的建模和参数设置。首先从电源模块中选取一个交流电压源模块，再用复制的方法得到三相电源的另两个电压源模块，并用模块标题名称修改方法将模块标签分别改为“A相”、“B相”、“C相”，然后从连接器模块中选取“Ground”元件和“BusBar”元件，按图1主电路图进行连接。为了得到三相对称交流电压源，其参数设置方法及参数设置如下。双击A相交流电压源图标，打开电压源参数设置对话框，在A相交流电压源参数设置中，幅值取220V，初相位设置成0°，频率为50Hz，其他为默认值，如图3所示。B、C相交流电源参数设置方法与A相位

5、基本相同，除了将初相位设置成互差120°外，其他参数与A相相同。②晶闸管整流桥的建模和参数设置。首先从电力电子模块组中选取“UniversalBridge”模块，并将模块标签改为“晶闸管整流桥”，然后双击模块图标，打开SCR整流桥参数设置对话框，参数设置如图4所示。当采用三相整流桥时，桥臂数取3，A、B、C三相交流电源接到整流桥的输入端，电力电子元件选择晶闸管。参数设置的原则如下，如果是针对某个集体的变流装置进行设置，对话框中的RS、CS、RON、LON、Vf应取该装置中晶闸管元件的实际值，如果是一般情况，不针对某个集体的变流装置，这些参数可先取默认值进行仿真。若仿真

6、结果理想，就可认可这些设置的参数，若仿真结果不理想，则通过仿真实验，不断进行参数优化，最后确定其参数。这一参数设置原则对其他环节的参数设置也是适用的。图3A相电源参数设置图4SCR整流桥参数设置③平波电抗器的建模和参数设置。首先从模块中选取“SeriesRLCBranch”模块，并将标签改为“平波电抗器”，然后打开平波电抗器参数设置对话框，参数设置如图5所示，平波电抗器的电感值是通过仿真实验比较后得到的优化参数。图5平波电抗器参数设置④直流电动机的建模和参数设置。首先从电动机系统模块组中选取“DCMachine”模块，并将模块标签改为“直流电动机”。直流电动机的励磁绕

7、组“F+-F-”接直流恒定励磁电源，励磁电源可从电源模块组中选取直流电压源模块，并将电压参数设置为220V，电枢绕组“A+-A-”经平波电抗器接晶闸管整流桥的输出，电动机经TL端口接恒转矩负载，直流电动机的输出参数有转速n、电枢电流Ia、励磁电流If、电磁转矩Te。通过“示波器”模块观察仿真输出图形。电动机的参数设计步骤如下，双击直流电动机图标，打开直流电动机的参数设置对话框，直流电动机的参数设置如图6所示。参数设置的原则与晶闸管整流桥相同。图6直流电动机参数设置⑤同步脉冲触发器的建模和参数设置。同步脉冲触发器包括同步电源和6脉冲触发器两部分。6脉冲