直流电动机开环调速系统仿真与调光台灯.docVIP

南京工程学院 课程设计说明书 成绩 题 目 课 程 名 称 院（系、部、中心） 学院 专 业 班 级 学 生 姓 名 学 号 设 计 时 间 设 计 地 点 指 导 教 师 2012 年 月 南 京L 供电，并通过改变触发器移相控制信号Uc 调节晶闸管的控制角，从而改变整流器的输出电压实现直流电动机的调速。该系统的仿真模型如图1-1 所示。在仿真中为了简化模型，省略了整流变压器和同步变压器，整流器和触发同步使用同一交流电源，直流电动机励磁由直流电源直接供。 任何一台需要控制转速的设备，其生产工艺对调速性能都有一定的要求。例如，最高转速与最低转速之间的范围，是有级调速还是无级调速，在稳态运行时允许转速波动的大小，从正转运行变到反转运行的时间间隔，突加或突减负载时允许的转速波动，运行停止时要求的定位精度等等。归纳起来，对于调速系统转速控制的要求有以下三个方面： (1) 调速。在一定的最高转速和最低转速范围内，分档地（有级）或平滑地（无级）调节转速。 (2) 稳速。以一定的精度在所需转速上稳定运行，在各种干扰下不允许有过大的转速波动，以确保产品质量。 (3) 加、减速。频繁起、制动的设备要求加、减速尽量快，以提高生产率；不宜经受剧烈速度变化的机械则要求起、制动尽量平稳。 为了进行定量的分析，可以针对前两项要求定义两个调速指标，叫做“调速范围”和“静差率”。这两个指标合称调速系统的稳态性能指标。 (1) 调速范围 生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围，用字母D表示，即 （2—2） 其中，和一般都指电动机额定负载时的最高和最低转速，对于少数负载很轻的机械，例如精密磨床，也可用实际负载时的最高和最低转速。 (2) 静差率 当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落，与理想空载转速之比，称作静差率s，即 （2—3） 或用百分数表示 显然，静差率是用来衡量调速系统在负载变化时转速的稳定度的。它和机械特性的硬度有关，特性越硬，静差率越小，转速的稳定度就越高。 然而静差率与机械特性硬度又是有区别的。一般变压调速系统在不同转速下的机械特性是互相平行的，对于同样硬度的特性，理想空载转速越低时，静差率越大，转速的相对稳定度也就越差。 由此可见，调速范围和静差率这两项指标并不是彼此孤立的，必须同时提才有意义。在调速过程中，若额定速降相同，则转速越低时，静差率越大。如果低速时的静差率能满足设计要求，则高速时的静差率就更能满足要求了。因此，调速系统的静差率指标应以最低速进所能达到的数值为准。 (3) 直流变压调速系统中调速范围、静差率和额定速降之间的关系 在直流电动机变压调速系统中，一般以电动机的额定转速作为最高转速，若额定负载下的转速降落为，则按照上面分析的结果，该系统的静差率应该是最低速时的静差率，即 于是，最低转速为 而调速范围为 将上面的式代入，得 （2—4） 式（2—4）表示变压调速系统的调速范围、静差率和额定速降之间所应满足的关系。对于同一个调速系统，值一定，由式（2—4）可见，如果对静差率要求越严，即要求值越小时，系统能够允许的调速范围也越小。 图1-1 直流开环调速系统电气原理 1.2仿真过程 1.2.1仿真原理图 图1-2 直流电动机开环调速系统结构图 根据实验原理图在MATLAB软件环境下查找器件、连线，接成入上图所示的线路图。 仿真具体步骤 a、点击图标，打开MATLAB软件，在工具栏里根据提示点击，点击MATLAB ，打开一个对话框，点击里的newmodel，创建一个新文件。 b、点击工具栏的，打开元器件库查找新的元器件。 C、原件库如下图所示 图1-3 原件库 所用元器件及其参数设置 三相交流电源A、B、C 图1-4 三相电源参数设置 设置三相电压都为220V，两两之间相位差为120，分别为0、-120、-240。 6-Pulse Generator 图1-5 c）Universal Bridge 普通的桥电路起着过载保护作用，防止电流过大烧坏电机。 图1-6 d) DC Machine（直流电动机） 直流