晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定.doc

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1、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，整流装置的主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晶闸管直流调速试验系统原理图-13-三、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

2、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GD2。（4）测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数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特性。（8）测定测速发电机特性。四、实验仿真晶体管直流调速实验系统原理图如图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。下面介绍各部分的建模与参数设置过程。4.1系统的建模和模型参数设置系统的建模包

3、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。首先从电源模块组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”，然后从元件模块-13-图2晶闸管开环直流调速系统的仿真模型-13-组中选取“Ground”

4、元件，按图1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°，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°外，其他参数与A相相同。由此可得到三相对称交流电源。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“UniversalBridge”模块，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

5、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的参数设置也是适用的。图3A相电源参数设置-13-图4SCR整流桥参数设置③平波电抗器的建模与参数设置。首先从元件模块组中选“SeriesRLCBranch”模块，然后打开

6、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实验比较后得到的优化参数。图5平波电抗器参数设置-13-④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。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

7、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。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与6脉冲触发器两部分。6脉冲触发器可从附加库模块组(ExtraLibrary)中的控制-13-子模块组(ControlBlocks)获得。6脉冲触发器需用三相线电压同步，所以同步电源的任务是将三相交流电源的相电压转换成线电压。同步电源与6脉冲触发器及封装后的子系统符号如图7(a)(b)所示。(a)同步电源与6脉冲触发器(b)封装后的子系统符号图7同步电源与6脉冲触发器和封装后的