实验三 开环直流调速系统Matlab仿真.pdf

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1、长沙民政职业技术学院唐春霞实训三晶闸管开环直流调速系统的MATLAB仿真实训一、实验实训目的1．学习并掌握晶闸管开环直流调速系统模型建立及模型参数设置的方法和步骤。2．熟悉并掌握系统仿真参数设置的方法和步骤。3．学会利用 MATLAB软件对系统进行稳态与动态计算与仿真。4．巩固并加深对晶闸管开环直流调速系统理论知识的理解。二、实验实训原理及知识准备1．晶闸管开环直流调速系统的原理图如图331 所示。图 31 晶闸管开环直流调速系统原理图2．晶闸管开环直流调速系统的直流电动机电枢电流、电磁转矩与转速之间的关系。3．复习实验实训指导书中 MATLAB基本操作和 MATLAB/Simulin

2、k/PowerSystem工具箱内容。4．预习实验实训指导书中实验实训二，并写好预习报告。5．画出晶闸管开环直流调速系统的动态结构图。三、实验实训内容及步骤直流调速系统的仿真有两种方法，一是根据系统的动态结构图进行仿真，二是用PowerSystem的相关模块仿真，下面分别对两种方法进行介绍。方法一：使用Simulink中的Power System模块对直流调速系统进行仿真1．建立系统的仿真模型和模型参数的设置（1）建立一个仿真模型的新文件。在 MATLAB的菜单栏上点击工具栏上的 simulink工具，选择 File→New→Model，新建一个 simulink文件，绘制电路的仿真模

3、型如图 331。长沙民政职业技术学院唐春霞331 （2）按图331 要求提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击图标调出模型库浏览器，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口，设置各模块参数。晶闸管开环直流调速系统由主电路（交流电源、晶闸管整流桥、平波电抗器、直流电动机、触发电路）和控制电路（给定环节）组成，具体设置如下：1）三相交流电源的模型建立和参数设置①三相交流电源的模型建立首先从Simpowersystes中的Electrical sources电源模块组中选取一个交流电压源模块ACVoltageSource，再用复制的方法得到三相电源的另两个电压源模块，用Format(格式

4、设定)菜单中Rotateblock(Ctrl +R)将模块水平放置，并点击模块标题名称，将模块标签分别改为“Uu”、“Uv”、“Uw”，然后从连接器模块 Connectors 中选取“Ground（output）”元件，图 332 三相交流电源模型按图 332 进行连接。②三相交流电源的参数设置双击U 相交流电源图标，打开电压源参数设置对话框，幅值取220V，初相位设置成0 长沙民政职业技术学院唐春霞°，频率为50Hz。如图 333所示。V、W相交流电源参数设置方法于 U相基本相同，只是初相位设置成互差 120°。由此可得到三相交流电源。图333 U相电源参数设置对话框图334 晶闸管

5、整流桥参数设置2）晶闸管整流桥的模型建立和参数设置①晶闸管整流桥的模型建立首先从Simpowersystes 中选取电力电子模块powerElectronics 中选取“UniversalBridge”模块，并将模块标签改为“晶闸管整流桥”。如图3－3-5所示。②晶闸管整流桥的参数设置双击模块图标，打开整流桥参数设置对话框，参数设置如图 334所示。桥臂数取 3，三相交流电源接到整流桥的输入端，电力电子器件选择晶闸管。参数设置的原则如下，如果是针对某个具体的晶闸管装置进行参数设置，对话框中的 Rs、Cs、Ron、Lon、Vf应取该装置图335 晶闸管整流桥模中晶闸管元件的实际值，如果是

6、一般情况，不针对某个具体的装置，这些参数可先取默认值进行仿真。3）平波电抗器的模型建立和参数设置长沙民政职业技术学院唐春霞①平波电抗器的模型建立从元件模块组Elements 中选取RLC串联支路SeriesRLCBranch模块，并将模块标签改为“平波电抗器”,如图3-3-6所示。图 336 平波电抗器模型②平波电抗器的参数设置打开平波电抗器参数设置对话框，参数设置如图337 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 337 平波电抗器参数设置4）直流电动机的模型建立和参数设置①直流电动机的模型建立从直流电动机模块组Machines 中选取直流电动机DCMachi

7、ne模块，并将标签改为“直流电动机”，如图3-3-8所示。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，并将电压参数设图 338 直流电动机模型置为220V，点数绕组“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、点数电流、励磁电流、电磁转矩，通过“示波器”模块观察仿真输出图形。②直流电动机的参数设置双击直流电动机图标，打开直流电动机的