功率电子学课程设计报告

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1、课程设计晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定课程名称_功率电子学学生学院信息工程学院专业班级07应用电子1班学号3107002753学生姓名李鸿坚指导教师胡清__2010年6月22日晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定一、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。二、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-发动机组等组成。在本实验中，整流装置扩电路为三相桥式电路，控制电路可直接由给定电压Ug作为触发口碑移相控制电压Uct，改变Ug的大小即可改变控制角α，从而获得可调直流电压，以满足

2、实验要求。实验系统组成原理如图A所示。图A晶闸管直流调速试验系统原理图图1晶闸管直流调速实验系统原理图三、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主电路电感值L。（3）测定直流电动机-直流发电机-测速发电机组的飞轮惯量GD^2。（4）测定晶闸管直流调速系统主电路磁时间常数Td。（5）测定直流电动机电势常数Ce和转矩常数CM。（6）测定晶闸管直流调速系统机电时间常数TM。（7）测定晶闸管触发及整流装置我Ud=f(Uct)。（8）测定测速发电机特性UTG=f(n)。四、实验仿真晶体管直流调速实验系统原理图如图A所示。该系统由给定信号、同步脉冲触发器、晶

3、闸管整流桥、平波电抗器、直流电动机等部分组成。图1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。下面介绍各部分的建模与参数设置过程。图2晶闸管开环直流调速的仿真模型4.1系统的建模与参数设置系统的建模包括主电路的建模与控制电路的建模两部分。（1）主电路的建模与参数设置由图2可见，开环直流调速系统的主电路由三相对称交流电压器、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三流桥是不可分割的两个环节，通常作为一个组合体来讨论，所以将触发器归到主电路来建模。①三相对称交流电压源的建模和参数设置。首先从电源模块组中选取一个交流电压源模块，再用复制的方法得到

4、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”，然后从连接器模块组中选取“Ground”元件和“BusBar”元件，按图2主电路进行连接。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相交流电源参数设置中，幅值取220V，初相位设置成0度，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相基本相同，除了将初相位设置成互差120度外，其他参数与A相相同。由此可得到三相对称交流电源。①晶闸管整流桥建模和参数设置。首先从电力电子模块组中选取“Univer

5、salBridge”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，如果是针对某个具体的变流装置进行参数设置，对话框中的Rs、Cs、Ron、Lon、Vf应取该装置中的晶闸管元件的实际值，如果是一般情况，不针对某个具体的变流装置，这些参数可先取默认值进行仿真。若仿真结果理想，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。这一参数设置的原则对其他环节参数设置也适用。图3A相

6、电源参数设置图4SCR整流桥参数设置①平波电抗器的建模与参数设置。首先从元件模块组中选取“SeriesRLCBranch”模块，并将模块标签改为“平波电抗器”，然后打后平波电抗器参数设置的对话框，参数设置如图5所示，平波电抗器的电感值是通过仿真之实验比后得到的优化参数。图5平波电抗器参数设置①直流电动机建模与参数设置。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

7、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。电动机的参数设置步骤如下，双击直流电动村，打开直流电动机图标，打开直流电动机的对数设置对话框，直流电动机的参数设置如图6。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①同步脉冲触发器的建模与参数设置。同步脉冲触发器包括同步电源与6脉冲触发器两部分。6脉冲触发器可从附加控制子模块