zlj交直流调速实训报告.doc

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1、交直流调速实训报告一．实训题目：双闭环直流调速系统的MATLAB建模与仿真二．实训目的：1．了解双闭环直流调速系统2．掌握MATLAB软件的使用方法3．使用MATLAB构建双闭环调速系统的仿真模型4.绘制出电流、转速波形曲线三．电机参数：额定电压U=220V额定电流I=136A转速n=1500r/min晶闸管装置放大倍数Ks=62.5电枢回路总电阻Ra=0.863电流反馈系统=0.028V/A转速反馈系统=0.0041V/(r/min)电流调节器参数Kc=1.15c=0.028s转速调节器参数Ks=20.12s=0.

2、092s双闭环直流调速系统与单闭环直流调速系统的区别也是针对控制电路和控制参数。双闭环直流调速系统包括电流反馈环和转速反馈环两个闭环系统，它比单闭环直流调速系统又增加了一个电流反馈环部分，实现电动机对电流的调节作用。电流转速双闭环直流调速系统分别采用两个有限幅的PI调节器进行电流环和转速环的调节。控制电路由给定信号、转速PI调节器、电流PI调节器、限幅器、偏置、反向器、转速反馈、电流反馈等环节构成。本例中给定值设置为120rad/s。转速反馈系数设为1，转速PI调节器的比例系数设为40，积分系数设为0.01。电流反馈

3、系数设为0.25，电流PI调节器的比例系数设为10，积分系数设为0.1。四、实验内容：1.双闭环系统的组成调速系统中设置了两个调节器，分别调节转速和电流。结构原理图如图1所示，图中符号的意义分别为：ASR-转速调节器；ACR-电流调节器；TG-测速发电机；TA-电流互感器；UPE-电力电子变换器U*n；-转速给定电压；Un-转速反馈电压；U*i-电流给定电压；Ui-电流反馈电压。2.转速、电流双闭环调节系统的特点在双闭环调速系统中，若将转速反馈和电流反馈信号同时引入一个调节器的输入端，则两种反馈量会互相牵制，不可能获

4、得理想效果，因此在系统中设置了两个调节器，分别控制转速和电流，并且将两个调节器实行串级连接。转速负反馈的闭环在外面称外环，电流负反馈的闭环在里面称为内环，两调节器作用互相配合，相辅相成。为了使转速、电流双闭环调速系统具有良好的静、动态性能。电流、转速两个调节器一般采用PI调节器，且均采用负反馈。考虑触发装置的控制电压为正电压，运算放大器又具有倒相作用。转速调节器的输入为转速给定信号U*n和转速反馈信号Ufn，比较后的偏差信号ΔU=U*n-Ufn。转速调节器的输出作为电流给定信号U*i，与电流反馈信号比较后偏差信号ΔU

5、i=U*i-Ufi，其电流调节器的输出信号Uct为触发移相电路的控制信号。转速调节器ASR的输出限幅电压值U*im决定了电流调节器ACR的给定电流的最大值，该值完全取决与电动机的过载能力和系统对最大加速度的需要。电流调节器ACR输出ACR输出正限幅值+Uctm则表示对触发装置最小控制角αmin的限制或对晶闸管装置输出电压最大值Ud的限制。五、转速、电流双闭环调速系统的工作原理1．双闭环调速系统静态特性双闭环系统采用PI调节器，则其采稳态时输入偏差信号一定为零，即给定与反馈信号的差值为零，属无静差调节。（1）电流调节环

6、电流调节环的给定信号是速度调节器的输出信号U*i，电流调节环的反馈信号采用自交流电流互感器或霍尔电流传感器，其值Ufi=βId,β为电流反馈系数，则ΔU=U*i-Ufi=0U*i=Ufi=βIdId=U*i/βU*i一定的条件下，在电流调节器的作用下，输出电流保持为U*i/值，而由电网电压波动引起的电流波动将被有效限制。此外，由于限幅的作用，速度调节器的最大输出只能是限幅值U*im调整反馈环节的反馈系数，可使电动机的最大电流对应的反馈信号等于输入限幅值，即Idm取值应考虑电动机允许过载能力和系统允许最大加速度，一般为

7、额定电流的1.5~2倍。（2）转速调节环转速调节环给定信号U*n，反馈信号，则稳态时ASR的给定输入由稳压电源提供，其幅值不可能太大，一般在十几伏以下，当给定为最大值时，电动机应达到最高转速，一般为电动机的额定转速。则ASR的输出为触发装置的控制电压当U*n为定值时，ASR可使电动机转速恒定，克服负载扰动的影响，其调节过程如下：双闭环系统的正常工作段当负载过大时，其负载转矩比电动机电流最大允许值Idm所产生的电磁力矩还大，电动机拖不动负载，产生堵转，转速下降至零，转速调节器输入偏差4Un=Un*为最大值，ASR饱和，

8、输出为限幅值Uim*，ASR失去调节作用。系统仅靠电流调节器的限幅值作用，使Id=Uim*/&恒流调节，呈下垂特性。双闭环条数系统的静态性在负载电流小于Idm时转速无静差，转速负反馈起主要调节作用，工作段静特性很硬，而在负载达到Idm时，转速调节器饱和，系统表现为电流无静差调节系统，具有过电流的制动保护作用，静特性为下垂特性。双闭环系统的静特性