雙閉環(huán)三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 雙閉環(huán)三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的原理及組成</p><p>　　調(diào)壓調(diào)速即通過(guò)調(diào)節(jié)通入異步電動(dòng)機(jī)的三相交流電壓大小來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的方法。理論依據(jù)來(lái)自異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程式：</p><p>　　其中，p為電機(jī)的極對(duì)數(shù)；</p><p>

2、　　w1為定子電源角速度；</p><p>　　U1為定子電源相電壓；</p><p>　　R2’為折算到定子側(cè)的每相轉(zhuǎn)子電阻；</p><p>　　R1為每相定子電阻；</p><p>　　L11為每相定子漏感；</p><p>　　L12為折算到定子側(cè)的每相轉(zhuǎn)子漏感；</p><p><

3、;b>　　S為轉(zhuǎn)差率。</b></p><p>　　圖1-1 異步電動(dòng)機(jī)在不同電壓的機(jī)械特性</p><p>　　由電機(jī)原理可知，當(dāng)轉(zhuǎn)差率s基本保持不變時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比。因此，改變定子電壓就可以得到不同的人為機(jī)械特性，從而達(dá)到調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的</p><p>　　1.2 雙閉環(huán)三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的工作原理<

4、;/p><p>　　系統(tǒng)主電路采用3個(gè)雙向晶閘管，具有體積小?？刂茦O接線簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。A.B.C為交流輸入端，A 3.B3.C3為輸出端，接向異步電動(dòng)機(jī)定子繞組。為了保護(hù)晶閘管，在晶閘管兩端接有阻容器吸收裝置和壓敏電阻。</p><p>　　1.2.1 控制電路</p><p>　　速度給定指令電位器BP1所給出的電壓，經(jīng)運(yùn)算放大器N組成的速度調(diào)節(jié)器送入移相觸發(fā)電路。同時(shí)

5、，N還可以得到來(lái)自測(cè)速發(fā)電機(jī)的速度負(fù)反饋信號(hào)或來(lái)自電動(dòng)機(jī)端電壓的電壓反饋信號(hào)，以構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，提高調(diào)速系統(tǒng)的性能。</p><p>　　1.2.2 移相觸發(fā)電路</p><p>　　雙向晶閘管有4種觸發(fā)方式。本系統(tǒng)采用負(fù)脈沖觸發(fā)，即不論電源電壓在正半周期還是負(fù)半周期，觸發(fā)電路都輸出負(fù)得觸發(fā)脈沖。負(fù)脈沖觸發(fā)所需要的門極電壓和電流較小，故容易保證足夠大的觸發(fā)功率，且觸發(fā)電路簡(jiǎn)單。TS是同步變壓

6、器，為保證觸發(fā)電路在電源正負(fù)半波時(shí)都能可靠觸發(fā)，又有足夠的移相范圍，TS采用DY11型接法。</p><p>　　移相觸發(fā)電路采用鋸齒波同步方式，可產(chǎn)生雙脈沖并有強(qiáng)觸發(fā)脈沖電源（+40V）經(jīng)X31送到脈沖變壓器的一次側(cè)</p><p>　　第2章 雙閉環(huán)三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案</p><p><b>　　2.1 主電路設(shè)計(jì)</b>

7、</p><p>　　2.1.1 調(diào)壓電路</p><p>　　改變加在定子上的電壓是通過(guò)交流調(diào)壓器實(shí)現(xiàn)的。目前廣泛采用的交流調(diào)壓器由晶閘管等器件組成。它是將三個(gè)雙向晶閘管分別接到三相交流電源與三相定子繞組之間通過(guò)調(diào)整晶閘管導(dǎo)通角的大小來(lái)調(diào)節(jié)加到定子繞組兩端的端電壓。這里采用三相全波星型聯(lián)接的調(diào)壓電路。</p><p>　　圖2-1 調(diào)壓電路原理圖</p>

8、;<p>　　2.1.2 開環(huán)調(diào)壓調(diào)速</p><p>　　開環(huán)系統(tǒng)的主電路由觸發(fā)電路、調(diào)壓電路、電機(jī)組成。原理圖如下：</p><p>　　圖2-2 開環(huán)調(diào)壓系統(tǒng)原理圖</p><p>　　AT為觸發(fā)裝置，用于調(diào)節(jié)控制角的大小來(lái)控制晶閘管的導(dǎo)通角，控制晶閘管輸出電壓來(lái)調(diào)節(jié)加在定子繞組上的電壓大小。</p><p>　　2.1.

9、3 閉環(huán)調(diào)壓調(diào)速</p><p>　　速度負(fù)反饋閉環(huán)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的工作原理：將速度給定值與速度反饋值進(jìn)行比較，比較后經(jīng)速度調(diào)節(jié)器得到控制電壓，再將此控制電壓輸入到觸發(fā)裝置，由觸發(fā)裝置輸出來(lái)控制晶閘管的導(dǎo)通角，以控制晶閘管輸出電壓的高低，從而調(diào)節(jié)了加在定子繞組上的電壓的大小。因此，改變了速度給定值就改變了電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。由于采用了速度負(fù)反饋從而實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)、平滑的無(wú)級(jí)調(diào)速。同時(shí)當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)速度負(fù)反饋，能自動(dòng)調(diào)

10、整加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓大小。由速度調(diào)節(jié)器輸出的控制電壓使晶閘管觸發(fā)脈沖前移，使調(diào)壓器的輸出電壓提高，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩增大，從而使速度回升，接近給定值。</p><p>　　圖2-3 系統(tǒng)調(diào)速結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖2-4 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理圖</p><p>　　2.2 控制回路設(shè)計(jì)</p><p>　　2.2.1轉(zhuǎn)速檢測(cè)環(huán)節(jié)和

11、電流檢測(cè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)</p><p>　　1）電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)原理</p><p>　　電流環(huán)的控制對(duì)象又電樞回路組成的大慣性環(huán)節(jié)與晶閘管整流裝置，觸發(fā)器，電流互感器以及反饋濾波等一些小慣性環(huán)節(jié)組成。電流環(huán)可以校正成典型1型系統(tǒng)，也可以校正成典型2型系統(tǒng)，校正成哪種系統(tǒng)，取決于具體系統(tǒng)要求。</p><p>　　由于電流環(huán)的重要作用是保持電樞電流在動(dòng)態(tài)過(guò)程中不超過(guò)允許

12、值，因而，在突加給定時(shí)不希望有超調(diào)，或者超調(diào)越小越好。從這個(gè)觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，應(yīng)該把電流環(huán)校正成典型1型系統(tǒng)。但是，典型1型系統(tǒng)在電磁慣性時(shí)間常數(shù)較大時(shí)，抗繞性能較差?；謴?fù)時(shí)間長(zhǎng)?？紤]到電流環(huán)還對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)又及時(shí)的調(diào)節(jié)功能，因此，為了提高其抗擾性能，又希望把電流環(huán)校正成典型2型系統(tǒng)。</p><p>　　2）電流環(huán)的結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化</p><p>　　電流環(huán)的結(jié)構(gòu)如圖2-5 所示。把電流環(huán)單獨(dú)拿出來(lái)

13、設(shè)計(jì)時(shí)，首先遇到的問(wèn)題是反電勢(shì)產(chǎn)生的反饋?zhàn)饔?。在?shí)際系統(tǒng)中，由于電磁時(shí)間常數(shù)T1遠(yuǎn)小于機(jī)電時(shí)間常數(shù) Tm，電流調(diào)節(jié)過(guò)程往往比轉(zhuǎn)速的變化過(guò)程快得多，因而也比電勢(shì)E的變化快得多，反電勢(shì)對(duì)電流環(huán)來(lái)說(shuō)，只是一個(gè)變化緩慢的擾動(dòng)，在電流調(diào)節(jié)器的快速調(diào)節(jié)過(guò)程中，可以認(rèn)為E基本不變，即△E=0。這樣，在設(shè)計(jì)電流環(huán)時(shí)，可以不考慮反電勢(shì)變化的影響，而將電勢(shì)反饋?zhàn)饔脭嚅_，使電流環(huán)結(jié)構(gòu)得以簡(jiǎn)化。另外，在將給定濾波器和反饋濾波器兩個(gè)環(huán)節(jié)等效的置于環(huán)內(nèi)，使電流環(huán)結(jié)

14、構(gòu)變?yōu)閱挝环答佅到y(tǒng)。最后，考慮到反饋時(shí)間常數(shù) Ti 和晶閘管變流裝置間常數(shù) Ts 比 T1 小得多，可以當(dāng)作小慣性環(huán)節(jié)處理。經(jīng)過(guò)上述簡(jiǎn)化和近似處理后，電流環(huán)的結(jié)構(gòu)圖最終可簡(jiǎn)化為圖2-6所示：</p><p>　　圖2-5 電流環(huán)的結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖2-6 電流環(huán)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖</p><p>　　3）電流調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)選擇</p><p&g

15、t;　　由于電流環(huán)中的控制對(duì)象傳遞函數(shù) Wi（s）含有兩個(gè)慣性環(huán)節(jié)，因此按典型Ⅰ系統(tǒng)設(shè)計(jì)的話，應(yīng)該選PI 調(diào)節(jié)器進(jìn)行串聯(lián)校正，其傳遞函數(shù)為</p><p>　　為了對(duì)消控制對(duì)象的大時(shí)間常數(shù)，取 。此時(shí)，電流環(huán)的結(jié)構(gòu)圖就成為典型Ⅰ型系統(tǒng)的形式，如圖2-7所示。</p><p>　　圖 2-7 電流環(huán)的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　如果要求跟隨性好，超調(diào)量小，可按工程最佳

16、參數(shù)KgT=0.5或=0.707選擇調(diào)節(jié)器的參數(shù)。電流環(huán)開環(huán)放大系數(shù) Ki 為</p><p><b>　　K=</b></p><p>　　令KT=0.5,所以有：</p><p><b>　　K=</b></p><p><b>　　且截止頻率W為：</b></p&g

17、t;<p><b>　　W=K=</b></p><p>　　上述關(guān)系表明，按工程最佳參數(shù)設(shè)計(jì)電流環(huán)時(shí)，截止頻率W與T的關(guān)系滿足小慣性環(huán)節(jié)的近似條件W。</p><p>　　如果按典型型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流環(huán)， 則需要將控制對(duì)象中的大慣性環(huán)節(jié)近似為積分環(huán)節(jié)，當(dāng)T>hT時(shí) ，而電流調(diào)節(jié)器仍可用 PI 調(diào)節(jié)規(guī)律。但積分時(shí)間常數(shù)應(yīng)選得小一些，即= hT。<

18、/p><p>　　按最小峰值M選擇電流環(huán)時(shí)，如選用工程最佳參數(shù) h=5，則電流環(huán)開環(huán)放大系數(shù) KI為： </p><p><b>　　K==</b></p><p><b>　　于是可得</b></p><p><b>　　K==</b></p><p>&

19、lt;b>　　W==</b></p><p>　　顯然，按工程最佳參數(shù)h=5確定的W和T的關(guān)系，也可以滿足小慣性環(huán)節(jié)的近似的條件。</p><p>　　2.2.2調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)參數(shù)分析</p><p>　　1）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)</p><p>　　1．電流環(huán)的等效傳遞函數(shù) </p><p>　　電流環(huán)

20、是轉(zhuǎn)速環(huán)的內(nèi)環(huán)，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速環(huán)時(shí)要對(duì)電流環(huán)做進(jìn)一步的簡(jiǎn)化處理，使電流成為一個(gè)簡(jiǎn)單的環(huán)節(jié)，以便按典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速環(huán)。 </p><p>　　如果電流環(huán)是按工程最佳參數(shù)設(shè)計(jì)的典型 I 型系統(tǒng)，則由圖2-6可得其閉環(huán)傳遞函數(shù)為：</p><p><b>　　W（s）===</b></p><p>　　由于： K=, 所以有W（s）=</p>

21、<p>　　在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，轉(zhuǎn)速外環(huán)的截止頻率W總是低于電流環(huán)的截止頻W，即W<< W.因此，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速環(huán)時(shí)可以把電流環(huán)看成是外環(huán)中的一個(gè)小時(shí)常數(shù)環(huán)節(jié)，并加以簡(jiǎn)化處理，即略去WBi(s)中分母的高次項(xiàng)，得簡(jiǎn)化后的傳遞函數(shù)為：</p><p><b>　　W（s）</b></p><p>　　近似條件為: W<<0.5T。<

22、;/p><p>　　電流環(huán)的這種近似處理產(chǎn)生的效果可以用對(duì)數(shù)幅頻特性來(lái)表示。電流環(huán)未作處理時(shí)阻尼比=0.707 ，自然振蕩頻率為的二階振蕩環(huán)節(jié)，當(dāng)轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率較W低時(shí)，對(duì)于轉(zhuǎn)速環(huán)的頻率特性來(lái)說(shuō)，原系統(tǒng)和近似系統(tǒng)只在高頻段有些區(qū)別。由于電流環(huán)在轉(zhuǎn)速環(huán)內(nèi)，其輸入信號(hào)Ui。</p><p>　　因此，與電流環(huán)的近似的小環(huán)節(jié)應(yīng)為==，式中時(shí)間常數(shù)2T的大小隨調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇方法不同而異。</p&

23、gt;<p>　　2．轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇</p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無(wú)靜差，必須在擾動(dòng)作用點(diǎn)以前設(shè)置一個(gè)積分環(huán)節(jié)，從圖 2-7可以看出，在負(fù)載擾動(dòng)作用點(diǎn)以后，已經(jīng)有一個(gè)積分環(huán)節(jié)，故從靜態(tài)無(wú)差考慮需要 II 型系統(tǒng)。從動(dòng)態(tài)性能上看，考慮轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和非線性后，調(diào)速系統(tǒng)的跟隨性能與抗擾性能是一致的，而典型 II 型系統(tǒng)具有較好的抗擾性能。所以，轉(zhuǎn)速環(huán)應(yīng)該按典型 II 系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p&

24、gt;<p>　　由圖2-9可以明顯地看出，要把轉(zhuǎn)速環(huán)校正成典型 II 型系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR</p><p>　　也應(yīng)該采用 PI 調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為</p><p><b>　　W=K</b></p><p>　　式中K——轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)；</p><p>　　——轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)&

25、lt;/p><p>　　這樣，調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：</p><p><b>　　W（S）==</b></p><p>　　其中，轉(zhuǎn)速開環(huán)增益為</p><p><b>　　K=</b></p><p>　　不考慮負(fù)載擾動(dòng)時(shí)，校正后的調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)于下圖2-8</p&

26、gt;<p>　　圖 2-8 校正后的調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖 2-9的調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)</p><p>　　3．轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)選擇 </p><p>　　按跟隨性能和抗擾性能最好的原則，取h=5進(jìn)行計(jì)算。 </p><p>　　小慣性環(huán)節(jié)近似處理?xiàng)l件:</p><p><b&g

27、t;　　W</b></p><p>　　4. 電流環(huán)設(shè)計(jì)時(shí)，KT=0.5, 所以，<5%。</p><p>　　2.3 觸發(fā)電路設(shè)計(jì)</p><p>　　晶閘管觸發(fā)電路的作用是產(chǎn)生符合要求的門極觸發(fā)脈沖，保證晶閘管在必要時(shí)由阻斷轉(zhuǎn)為導(dǎo)通。晶閘管觸發(fā)電路往往包括觸發(fā)時(shí)刻進(jìn)行控制相位控制電路、觸發(fā)脈沖的放大和輸出環(huán)節(jié)。 對(duì)于調(diào)壓電路，要求順序輸出的觸

28、發(fā)脈沖依次間隔60°。觸發(fā)順序依次為</p><p>　　VT1—VT2—VT3—VT4—VT5—VT6，晶閘管必須嚴(yán)格按編號(hào)輪流導(dǎo)通，6個(gè)觸發(fā)脈沖相位依次相差60O。</p><p>　　第3章 雙閉環(huán)三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的仿真</p><p><b>　　3.1 調(diào)壓電路</b></p><p>　　

29、3.1.1 調(diào)壓電器的仿真模型</p><p><b>　　圖 3-1 </b></p><p><b>　　調(diào)壓電路的搭建</b></p><p>　　圖 3-2 調(diào)壓電路模型</p><p>　　3.1.2 參數(shù)的設(shè)定</p><p>　　Frequency of sy

30、nchronization voltages(hz)：同步電壓頻率（赫茲）50Hz</p><p>　　Pulse width(degrees)：觸發(fā)脈沖寬度（角度）10</p><p>　　Double pulsing：雙脈沖出發(fā)選擇。</p><p>　　RLC負(fù)載的參數(shù)設(shè)定：電阻100Ω，電感0H，電容的值為inf</p><p>　　

31、UA：峰值220v,f為50Hz,初相位為0°</p><p>　　UB：峰值220v,f為50Hz,初相位為-120°</p><p>　　UC：峰值220v,f為50Hz,初相位為-240°</p><p>　　3.1.3電阻負(fù)載的仿真圖形</p><p>　　圖 3-3三相交流調(diào)壓器的輸出電壓波形</

32、p><p>　　在電阻負(fù)載時(shí)三相交流調(diào)壓器的輸出電壓仿真結(jié)果如圖3-3所示。其中左圖為α=45°時(shí)調(diào)壓器輸出的波形，右圖所示為α=60°時(shí)調(diào)壓器輸出的波形。通過(guò)比較a)和b)可以發(fā)現(xiàn)，隨著觸發(fā)角的增加，同時(shí)有三個(gè)晶閘管導(dǎo)通的區(qū)間逐步減小，到α>=60°時(shí)，任何晶閘管都只有兩相晶閘管導(dǎo)通。</p><p>　　3.2 異步電動(dòng)機(jī)帶風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載開環(huán)調(diào)壓調(diào)速模塊&

33、lt;/p><p>　　3.2.1 參數(shù)設(shè)定</p><p>　　由公式Tz=kn ²可推出k=Tz/n ²</p><p>　　電機(jī)參數(shù)額電壓220v 頻率為60Hz 極對(duì)數(shù)為2對(duì)</p><p>　　容量為2238VA 同步轉(zhuǎn)速為1800轉(zhuǎn)/分鐘</p><p>　　可以計(jì)算k=0.00000366

34、5</p><p>　　UA：峰值180v,f為60Hz,初相位為0°</p><p>　　UB：峰值180v,f為60Hz,初相位為-120°</p><p>　　UC：峰值180v,f為60Hz,初相位為-240°</p><p>　　圖 3-4 開環(huán)系統(tǒng)仿真模型</p><p>　　

35、1）觸發(fā)角α為60°時(shí)得到的轉(zhuǎn)速</p><p>　　圖3-5 α=60°時(shí) 電機(jī)轉(zhuǎn)速變化的過(guò)程</p><p>　　由圖中可以觀察到當(dāng)觸發(fā)角為60°時(shí)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在1712轉(zhuǎn)/分鐘，轉(zhuǎn)速在0.9s時(shí)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。</p><p>　　2）觸發(fā)角α為75°時(shí)得到的轉(zhuǎn)速</p><p>　　圖3-6 α=7

36、5°時(shí) 電機(jī)轉(zhuǎn)速變化的過(guò)程</p><p>　　由圖中可以觀察到當(dāng)觸發(fā)角為75°時(shí)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在1660轉(zhuǎn)/分鐘，轉(zhuǎn)速在1.6s時(shí)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。</p><p>　　通過(guò)比較圖3-5和圖3-6的觸發(fā)角α為60°和80°時(shí)可以發(fā)現(xiàn)：隨著α的增大，使得輸出電壓降低，使轉(zhuǎn)速下降，從而達(dá)到調(diào)速的目的。</p><p>　　3）改變電源電

37、壓，電源電壓為150v, 觸發(fā)角α為60°時(shí)得到的轉(zhuǎn)速</p><p>　　圖3-7 電源電壓為150v α=60°時(shí) 電機(jī)轉(zhuǎn)速變化的過(guò)程</p><p>　　由圖中可以觀察到當(dāng)觸發(fā)角為60°時(shí)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在1660轉(zhuǎn)/分鐘，轉(zhuǎn)速在1s時(shí)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。</p><p>　　通過(guò)比較圖3-6和圖3-7可以發(fā)現(xiàn)，在相同的觸發(fā)角不同的電源電壓下

38、，電源電壓的降低會(huì)使轉(zhuǎn)速下降。同時(shí)也可以得到通過(guò)改變電源電壓的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速的可行性。</p><p><b>　　3.2.2閉環(huán)調(diào)壓</b></p><p>　　圖3-8 閉環(huán)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)仿真模型</p><p>　　異步電動(dòng)機(jī)速度負(fù)反饋閉環(huán)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型如下所示，將速度給定值（1200）與速度反饋值進(jìn)行比較，比較后經(jīng)速度調(diào)節(jié)器得到

39、控制電壓，再將此控制電壓輸入到觸發(fā)裝置，由觸發(fā)裝置輸出來(lái)控制晶閘管的導(dǎo)通角，以控制晶閘管輸出電壓的高低，從而調(diào)節(jié)了加在定子繞組上電壓的大小。因此，改變速度給定值就改變了電機(jī)的轉(zhuǎn)速。由于采用了速度負(fù)反饋從而實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)平滑的無(wú)級(jí)調(diào)速。同時(shí)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)速度負(fù)反饋，能制動(dòng)調(diào)整加在定子繞組上的電壓的大小，由速度調(diào)節(jié)器輸出的控制電壓使晶閘管觸發(fā)脈沖遷移，是調(diào)壓器的輸出電壓提高，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩增大，從而使速度回升，接近給定值。</

40、p><p>　　PI設(shè)置：比例環(huán)4， 環(huán)0.1，輸出限幅[60，-60]。</p><p>　　控制角調(diào)節(jié)范圍0~120.</p><p>　　圖 3-9 閉環(huán)轉(zhuǎn)速特性</p><p>　　圖3-10是電壓為180v，轉(zhuǎn)速給定為1420，從圖中可以可以發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速給定為1420，轉(zhuǎn)速在0.5s時(shí)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，轉(zhuǎn)速維持在1420，從中可以得出轉(zhuǎn)速跟隨

41、給定變化。</p><p>　　以下是給定1350在1.4S時(shí)給60階躍的轉(zhuǎn)速、控制角、負(fù)載轉(zhuǎn)矩。</p><p><b>　　圖3-10 轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　從圖3-11可以發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速在0.45s時(shí)達(dá)到穩(wěn)定，在0.45s到1.4s時(shí)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在1350轉(zhuǎn)/分鐘，到1.4s時(shí)給了一個(gè)終值為60的階躍，可以發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速跟隨給定變化<

42、/p><p><b>　　圖3-11 控制角</b></p><p>　　從圖3-12可以直觀的看到控制角在隨著給定的變化而變化，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速。</p><p><b>　　圖3-12 轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　開始時(shí)，轉(zhuǎn)速為0，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0，反饋因輸出限幅為-60，經(jīng)60偏置使得輸入控制角為

43、0，定子繞組電壓為電源電壓。隨著轉(zhuǎn)速的上升，負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大，反饋在一定范圍內(nèi)依舊為0.經(jīng)0.6秒后轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在1350，負(fù)載轉(zhuǎn)矩、控制角也保持穩(wěn)定。再過(guò)0.8秒，給定增加60，經(jīng)反饋，減小控制角，增大電壓提高轉(zhuǎn)速，負(fù)載轉(zhuǎn)矩隨之增大，在1.6秒內(nèi)保持穩(wěn)定。</p><p><b>　　第4章 總結(jié)</b></p><p>　　為期兩周的設(shè)計(jì)終于告一段落了，在這兩周的課程設(shè)計(jì)

44、中，我學(xué)到很多東西，有些表面上看起來(lái)比較簡(jiǎn)單的東西，實(shí)際做起來(lái)的就不像那么簡(jiǎn)單了，要考慮諸多參數(shù)的配合。對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)，因?yàn)檎n題要求是調(diào)壓調(diào)速，所以首先從調(diào)壓器開始設(shè)計(jì)，使用利用單個(gè)晶閘管元器件搭建的三相交流調(diào)壓器的仿真模型，再將該模塊進(jìn)行封裝。先觀察帶電阻負(fù)載時(shí)，調(diào)壓器輸出的波形，通過(guò)修改參數(shù)終于使得調(diào)壓器輸出的波形與理論相同。接著，異步電動(dòng)機(jī)帶風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載開環(huán)調(diào)壓調(diào)速。然后，確定調(diào)速系統(tǒng)采用閉環(huán)控制，整個(gè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)節(jié)，使

45、系統(tǒng)的性能大大提高。通過(guò)此次設(shè)計(jì)讓我對(duì)matlab的simulink模塊有了更深的了解，對(duì)調(diào)壓調(diào)速的特性也有了更深層次的認(rèn)識(shí)。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　感謝姜淑華老師在我遇到問(wèn)題時(shí)，不厭其煩的幫助我，給我講解本次設(shè)計(jì)的基本要求和大致設(shè)計(jì)框架，使我在此次設(shè)計(jì)中學(xué)習(xí)到了曾經(jīng)沒(méi)有學(xué)的很扎實(shí)的內(nèi)容。雖然經(jīng)過(guò)了一些坎坷可還是順利的完成了

46、設(shè)計(jì)。</p><p>　　正是因?yàn)槔蠋煻加姓J(rèn)真耐心的講解和檢查，才使得我們都成功的完成了設(shè)計(jì)，很多問(wèn)題的講解使我對(duì)于MATLAB軟件有了更深刻的學(xué)習(xí)。</p><p>　　在這里我想真誠(chéng)的對(duì)老師說(shuō)一聲：“老師，您辛苦了”。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]陳伯時(shí).電力拖動(dòng)自動(dòng)控制

47、系統(tǒng)（第2版）[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2005</p><p>　　[2]宋書中.交流調(diào)速系統(tǒng)..機(jī)械工業(yè)出版社.2011</p><p>　　[3]顏世鋼,張承惠.電力電子問(wèn)答.機(jī)械工業(yè)出版社.2007</p><p>　　[4]唐介.電機(jī)與拖動(dòng).高等教育出版社..2008</p><p>　　[5]李發(fā)海，王巖.電機(jī)與拖動(dòng).清華大學(xué)出

48、版社..2005</p><p>　　[6]曲素榮，索娜. 電機(jī)及電力拖動(dòng).西南交通大學(xué)出版社.2007</p><p>　　[7]機(jī)械工業(yè)出版社 《電力電子和電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的matlab仿真》 洪乃剛</p><p>　　[8]機(jī)械工業(yè)出版社 《電力電子技術(shù)》 王兆安</p><p>　　[9]電子工業(yè)出版社 《matlab電機(jī)仿真精華