功率电子课程设计-晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验.docVIP

晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验 晶闸管直流调速系统在电气传动领域中应用的非常广泛，在理论和实践等方面都是比较成熟的系统。由于它的技术性能优越，在生产企业中，如各种金属切削机床、轧钢机、挖掘机等方面得到了日益广泛的应用。因此，加强对晶闸管直流调速系统的认识和掌握，可大大提高该专业学生解决实际问题的能力。α，从而获得可调的直流电压，以满足实验要求。实验系统的组成原理如图1所示。 图1 晶闸管直流调速实验系统原理图 3、实验内容 测定晶闸管直流调速系统主电路总电阻值R。 测定晶闸管直流调速系统住电感值L。 测定直流电机—直流发电机—测速发电机组的飞轮惯量GD2。 测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数Td。 测定直流电动机电势常数Ce和转矩常数CM。 测定晶闸管直流调速系统机电时间常数TM。 测定晶闸管出发及整流装置特性Ud=?(Uct)。 测定测速发电机特性UTG=?（n）A相”、“B相”、“C相”，然后从连接器模块中选取“Ground”元件和“Bus Bar”元件，按图1主电路图进行连接。 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相交流电压源参数设置中，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、CA相位基本相同，除了将初相位设置成互差120°外，其他参数与A相相同，如图4和图5所示。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取“Universal Bridge”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6所示。当采用三相整流桥时，桥臂数取3，A、B、CRS、C、RON、LON、VfSCR整流桥参数设置 ③平波电抗器的建模和参数设置。首先从模块中选取“Series RLC Branch”模块，并将标签改为“平波电抗器”，然后打开平波电抗器参数设置对话框，参数设置如图7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7 平波电抗器参数设置 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“DC Machine”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。 电动机的参数设计步骤如下，双击直流电动机图标，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8所示。参数设置的原则与晶闸管整流桥相同。 图8 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和6脉冲触发器两部分。6脉冲触发器可从附加控制（Extras Control Blocks）子模块组获得。6脉冲触发器需要用三相线电压同步，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9（a）、（b）所示。 （a）同步电源6脉冲触发器 （b）封装后的子系统符号 图9 同步电源与6脉冲触发器和封装后的子系统符号 至此，根据图1主电路的连接关系，可建立起主电路的仿真模型，如图2所示。图中触发器开关信号为“0”时，开放触发器，开关型号为“1”时，封锁触发器。 （2）Constant”模块，并将模块标签改为“给定信号”，然后双击该模块图标，打开参数设置对话框，将参数设置为50rad/s。实际调速时，给定信号是在一定范围内变化的，可以通过仿真实践，确定给定信号允许的变化范围。 将主电路和控制电路的仿真模型按照晶闸管直流调速系统电器原理图的连接关系进行模型连接，即可得到图6.1.2所示的晶闸管直流调速系统仿真模型。 4.2系统的仿真参数设置 在MATLAB的模型窗口中打开“Simulation”菜单，进行“Simulation Parameters”设置，如图10所示。 图10 仿真参数设置 单击“Simulation Parameters”菜单后，得到仿真参数设置对话框，参数设置如图11所示，仿真中所选择的算法为ode23s。由于实际系统的多样性，不同的系统需要采用不同的的仿真算法，到底采用哪一种算法，可通过仿真实践进行比较选择。仿真“Start time”一般设为0，“Stop time”根据实际需要而定，这里设为10。 图11 仿真