交直流调速实验报告

实验报告册

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课程： 电力传动控制系统

实验项目名称： 开环直流调速系统的仿真实验 实验时间：5-13—5-20 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：

Ua?RIa n?C? (1)

e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1.1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。

L + AC Id + E M~ Ud - - 触发脉冲GT Uc

图1.1 开环直流调速系统电气原理图

1-5 V-M系统的结构示意图开环直流调速系统数据

直流电动机额定参数：UN=220V，IN=136A，nN=1460r/min，四极，Ra=0.21Ω，GD2=22.5N·m2。励磁电压Uf=220V，励磁电流If=1.5A。三相桥式整流器内阻为Rrec=0.5Ω。平波电抗器Ld=20mH。

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

表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.m

2、实验图表：

1）直流电动机开环调速系统仿真图如下

图1.3

2）启动仿真并观察结果:仿真的结果如图1.3所示。其中图1.3.1是整流器输出端的电压波形（局部），图1.3.2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1.3.3和图1.3.4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。图1.3.5是电动机的转矩变化曲线，转矩曲线与电流曲线成比例。图1.3.6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。

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