昆明学院交直流调速实验报告.doc

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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：电气三班姓名：杨承明学号：5课程：电力传动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：开环调速系统的仿真实验实验时间：2014.6.4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

2、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1-1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

3、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图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）直流电动机开环

4、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1-3a是整流器输出端的电压波形（局部），图1-3b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1-3c和图1-3d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。

5、图1-3e是电动机的转矩变化曲线，转矩曲线与电流曲线成比例。图1-3f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。1-3a1-3b1-3c1-3d1-3e1-3f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

6、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：2014.06.05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

7、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

8、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