基于虛擬儀器的原動機及其調(diào)速系統(tǒng)仿真研究.pdf

1、為了解電力系統(tǒng)的運行特性,并對其進行相關監(jiān)控,需要對實際電力系統(tǒng)輔以大量的試驗研究.而電力系統(tǒng)對其運行的安全性和可靠性有很高的要求,因此在實際電力系統(tǒng)中進行試驗常常受到很多限制.電力系統(tǒng)動態(tài)模擬能真實地再現(xiàn)實際電力系統(tǒng)的運行特性,并能方便地進行仿真試驗,是研究電力系統(tǒng)的非常重要而有效的手段.對原動機(水輪機、汽輪機)及其調(diào)速系統(tǒng)的模擬是電力系統(tǒng)動態(tài)模擬中非常重要的一個環(huán)節(jié),也是研究現(xiàn)代電力系統(tǒng)運行及其過渡過程時所必須考慮的.原動機特性對

2、電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定和過渡過程有著很大的影響,而調(diào)速器特性不但影響系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定和過渡過程,而且對系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定也起著非常重要的作用.因此,對原動機及其調(diào)速系統(tǒng)進行模擬以了解其運行特性是非常必要的.該校動模實驗室正在進行"211"工程的相關改造,目的是實現(xiàn)統(tǒng)一的實驗控制平臺,提高試驗教學能力.其中的一個重要內(nèi)容就是對原動機及其調(diào)速系統(tǒng)模擬部分進行重新設計和研制.該文對原動機及其調(diào)速系統(tǒng)模擬的理論進行了較為深入的分析,首次提出了采用虛擬儀器

3、實現(xiàn)的模擬方案,并設計研制了基于虛擬儀器的原動機及其調(diào)速系統(tǒng)模擬裝置.原動機及其調(diào)速系統(tǒng)的模擬采用數(shù)字化方式,分為數(shù)據(jù)采集、控制運算以及信號輸出三部分.其工作過程為:傳感器測得經(jīng)改造后的直流電動機的轉(zhuǎn)速和電樞電流信號,經(jīng)信號調(diào)理電路后,由數(shù)據(jù)采集卡將數(shù)據(jù)送入PC機,再由LabVIEW進行控制運算并將控制信號輸出給可控硅觸發(fā)電路,最后由可控硅觸發(fā)電路完成對直流電動機的控制.該文的重點是原動機和調(diào)速器模型的建立以及模型的數(shù)字化實現(xiàn).在原動機

4、模擬部分,采用電樞電流負反饋加轉(zhuǎn)速負反饋的方法對直流電動機的機械特性進行改造.在調(diào)速器模擬部分,采用實際調(diào)速器中各環(huán)節(jié)的數(shù)學模型.同時,為了使調(diào)速器模型與原型盡可能保持一致,系統(tǒng)還增加了慣性補償環(huán)節(jié)和調(diào)速器負向特性的模擬.對于模型的數(shù)字化實現(xiàn),首先采用頻率預曲折雙線性變換法將控制系統(tǒng)的數(shù)學模型離散化,然后在LabVIEW中進行圖形化編程,從而實現(xiàn)基于虛擬儀器的原動機及其調(diào)速系統(tǒng)的仿真.通過Matlab仿真結(jié)果與LabVIEW中實現(xiàn)結(jié)果的