同步积分器的研究及主要参数测量.doc

同步发电机同步发电机参数第13章三相同步发电机的参数测定所属专题：同步发电机发布时间：2014/8/2 15:54:12第13章三相同步发电机的参数测定原理简述各种电抗是定量分析同步电机性能的有用参数。

同步电机的参数主要有；（1）同步电抗等。

本次实验介绍同步发电机中最基本和常用的几个参数的测量方法。

一、同步电抗的求取如前述实验，可通过空载、稳态短路实验求出。

而利用转差率实验可以同时测出凸极式同步电机的直轴、交轴同步电抗的不饱和值。

转差率实验的作法是：把被试同步电机的励磁绕组开路，即不加励磁；原动机拖动转子以接近同步速旋转，约有左右，以避免转子被拖入同步，但其相序须保证电枢旋转磁场的转向与转子转向一致。

此时定子旋转磁场便以转差率速度切割转子。

当定子磁场轴线与转子直轴重合时，电抗达最高值，电枢电流便有最小值。

当定子磁场轴线与转子的交轴重合时，电抗达最低值，而电枢电流便有最大值。

由于线路中电压降的影响，随着电枢电流的变化，定子绕组上测得的电压也有相应的、较小幅度的变动，显然电枢电流有最小值时电压为最大，电枢电流有最大值时电压为最小。

电枢电流和端电压波动的频率正比于转差率。

由于转差率很低，电流表和电压表的指针摆动位置可以被清楚地读取，即记录出各最大电流，电压和最小电流、电压值。

设读取的数据为每相值，则每相同步电抗为：二、负序电抗研究电机不对称运行最有效的方法是对称分量法。

即把不对称的三相电压或三相电流分解为正序、负序和零序分量。

然后对各个分量分别建立方程并求解，最后迭加起来得到最后结果。

对不同相序的电流来说，同步电机的电抗也就有不同数值。

若定子电流为一稳定的对称三相电流，这时定子电流仅有正序分量，所遇到的电抗就是前述的同步电抗，其电抗的测取方法前已介绍。

故正序电抗值等于同步电抗值。

定子三相电流若不对称时则存在负序电流，由于负序电流所产生的旋转磁场与转子转向相反，此反向旋转磁场以两倍同步速度切割转子绕组（包括励磁和阻尼绕组），在其中感应一个两倍频率的交变电势。

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实验⼆同步积分器的研究及主要参数测量
⼀、实验⽬的
了解同步积分器的原理，掌握同步积分器的输出特性，同步积分器的抑制⼲扰能⼒与抑制⽩噪声能⼒，同步积分器的过载电平的含义及同步积分器的等效噪声带宽的概念
基本原理：
同步积分器是⼀种同步滤波器，同步积分器能在噪声中提取微弱信号，具有很弱的抗⼲扰能⼒，和相关器⼀样是微弱信号检测仪器中的关键部件之⼀。

输出为交流信号，简单形式如下：
V i
同步积分器的原理图
⼆、实验仪器：
双踪通⽤⽰波器⼀台微弱信号检测技术实验综合装置
三、实验步骤：
1、输出波形的观察与测试
（1）按图连接线路（2）通⽤电源（3）⽤相位计测量同步积分器的输⼊信号与参考信号的相位差（4）调节相位器的相位移量，观察同步积分器的输出⽅波随参考信号之间相位差的变化规律并记录
u s u s u s u
s
u R u R o
u R
o
00=? 0
90=? 0180=? 0
270=?
2、谐波响应的观察与测量
改变置分频数n ，测量对应的n 次谐波响应，⽤电压表测出输出响应u s o u s o
u s
o
u R
o u R
o
o
n=1 n=2 n=3
五、实验结论
（1）同步积分器输出为⼀个与参考信号同频的⽅波，⽅波的幅值为π
πcos 2I V o =
随着相位的不同，幅值也发⽣变化
（2）同步积分器能够抑制偶此次谐波。

课程名称：电气装备计算机控制技术指导老师：成绩：实验名称：永磁同步电机控制系统参数测定实验类型：同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求1.掌握永磁同步电机的基本结构和原理2.探究永磁同步电机矢量控制算法的实现方法3.研究PID控制器在电机控制系统中的整定方法4.掌握运用MATLAB/Simulink实现电气控制相关控制系统的虚拟仿真实验二、实验内容和原理1.实验内容依照上节设计的控制结构图，在MATLAB/simulink模块中建立仿真模型。

系统参数设置：永磁电机转子磁通为0.22Wb，定子电阻为2.875Ω，d轴和q轴电感均为8.5mH，极对数设为1，额定转速设定为3000r/min，转动惯量为0.05kgm2。

逆变器直流侧电压设定为600V，脉冲产生模块（SVWPM）中开关频率为5kHz，转速调节器比例系数Kp1、积分系数Kt1和电流调节器比例系数Kp2、及积分系数Kt2自行设定2.实验原理（1）永磁同步电机的基本分类与组成永磁同步电机的分类多种多样，按照转子结构的不同可以分为表面式和内置式两种。

表面式指永久磁极镶于转子导磁材料的外表面，这种结构易于获得足够的磁通密度和较高的矫顽力，但是这种结构的电机很难实现恒功率调速（弱磁调速），一般只能用于恒转矩的工业场合；内置式永磁同步电机是指永久磁极嵌于转子导磁材料内部，这种结构能够利用电枢反应实现弱磁调速，在恒功率和恒转矩场合都能应用。

根据电机转子磁钢几何形状的不同，转子磁场在空间的分布也不相同，应用广泛的主要有梯形波和正弦波两种。

所以，当转子旋转时，产生在定子上的反电动势波形也有两种：一种为梯形波；另一种为正弦波。

这样的变化就使得两种电机在模型、原理及控制方法上有所区别，为了区分由它们组成的永磁同步电机调速系统，习惯上把正弦波永磁同步电动机组成的调速系统称为正弦型永磁同步电动机(PMSM)调速系统，而由梯形波(方波)永磁同步电动机组成的调速系统，在原理和控制方法上与直流电动机调速系统类似，故称这种系统为无刷直流电动机(BLDCM)调速系统。

积分器的原理及应用课设1. 引言积分器是一种广泛应用于电子电路和控制系统中的重要器件。

它通常用来对输入信号进行积分运算，从而得到输出信号的累积值。

本文将介绍积分器的原理及其在实际应用中的一些典型案例。

2. 积分器的原理积分器基于积分运算的数学原理，可以用来对信号进行积分运算。

它的输入端接收输入信号，输出端输出积分后的信号。

其基本原理可以用以下公式表示：Vout(t) = 1/RC * ∫Vin(t) * dt + V0其中，Vout(t)为输出信号，Vin(t)为输入信号，RC为积分器的时间常数，V0为初始输出电压。

积分器的核心部件是电容器和电阻。

输入信号通过电阻与电容器相连，通过电容器的充电和放电过程，实现对输入信号的积分运算。

3. 积分器的应用3.1 信号处理积分器在信号处理领域有着广泛的应用。

例如，通过对输入信号进行积分运算，可以实现信号的平滑处理和去除高频噪声。

此外，积分器还可以用于实现信号的包络检测，可以提取出信号的低频成分。

3.2 控制系统在控制系统中，积分器常用于实现PID控制算法中的积分环节。

PID控制算法是一种常用的控制算法，通过不断调节输出信号，使其接近目标值。

其中，积分环节可以用来消除系统的静态误差，提高系统的稳定性。

3.3 模拟计算积分器还可以用于模拟计算中的数值积分。

在数值计算中，积分常被用来计算曲线下的面积或求解微分方程。

积分器在模拟计算中具有重要的意义，可以帮助实现复杂的数学运算。

4. 积分器的应用案例4.1 语音信号处理积分器可以用于语音信号处理中的自适应滤波器。

自适应滤波器的目的是根据输入信号的特性自动调整滤波器的系数，以提高滤波效果。

其中，积分器可以用来实现滤波器的自适应调整功能。

4.2 机器人控制在机器人控制系统中，积分器可以用来实现路径规划和航迹控制。

通过对机器人运动轨迹进行积分运算，可以得到机器人当前位置的累积值，并根据设定的目标位置对机器人进行控制，使其按照设定的路径进行移动。

同步计数器实验报告同步计数器实验报告引言：同步计数器是数字电路中常见的一种组合逻辑电路，用于实现二进制计数功能。

在本次实验中，我们将通过搭建一个4位同步计数器的电路，来探索其工作原理和性能特点。

一、实验目的本次实验的主要目的是：1. 理解同步计数器的基本原理；2. 掌握同步计数器的电路搭建方法；3. 分析同步计数器的性能特点。

二、实验器材和原理1. 实验器材：- 逻辑门集成电路（IC）：我们使用74LS74型D触发器芯片；- 连线和电源：用于搭建电路连接和供电。

2. 原理：同步计数器是由多个触发器构成的，每个触发器的输出与下一个触发器的时钟输入相连。

当时钟信号触发时，触发器将根据输入信号的状态进行状态转移。

当所有的触发器都完成状态转移后，计数器的输出就会自动递增。

三、实验步骤1. 搭建电路：根据74LS74芯片的引脚功能，将两个芯片按照级联的方式连接起来。

将两个芯片的VCC引脚连接到正电源，GND引脚连接到地线。

将一个芯片的时钟输入引脚连接到一个外部时钟信号源，同时将该芯片的Q输出引脚连接到另一个芯片的时钟输入引脚。

2. 观察实验现象：接通电源后，我们可以观察到计数器的输出从0000开始递增，直到1111，然后再从0000开始重新计数。

这是因为我们使用的是4位计数器，最大计数为15（二进制1111），当计数达到最大值时，计数器会自动清零并重新开始计数。

四、实验结果与分析通过实验，我们可以得出以下结论：1. 同步计数器能够实现二进制计数功能，且能够自动清零并重新计数；2. 通过增加触发器的数量，我们可以扩展计数器的位数，实现更大范围的计数；3. 同步计数器的计数速度受到外部时钟信号的影响，时钟信号越快，计数速度越快；4. 由于同步计数器是由多个触发器级联构成的，其输出在计数过程中可能会出现一定的延迟，需要注意信号的传输时间。

五、实验总结本次实验通过搭建同步计数器电路，我们深入了解了同步计数器的原理和性能特点。

同步发电机同步发电机参数第13章三相同步发电机的参数测定所属专题：同步发电机发布时间：2014/8/2 15:54:12第13章三相同步发电机的参数测定原理简述各种电抗是定量分析同步电机性能的有用参数。

同步电机的参数主要有；（1）同步电抗等。

本次实验介绍同步发电机中最基本和常用的几个参数的测量方法。

一、同步电抗的求取如前述实验，可通过空载、稳态短路实验求出。

而利用转差率实验可以同时测出凸极式同步电机的直轴、交轴同步电抗的不饱和值。

转差率实验的作法是：把被试同步电机的励磁绕组开路，即不加励磁；原动机拖动转子以接近同步速旋转，约有左右，以避免转子被拖入同步，但其相序须保证电枢旋转磁场的转向与转子转向一致。

此时定子旋转磁场便以转差率速度切割转子。

当定子磁场轴线与转子直轴重合时，电抗达最高值，电枢电流便有最小值。

当定子磁场轴线与转子的交轴重合时，电抗达最低值，而电枢电流便有最大值。

由于线路中电压降的影响，随着电枢电流的变化，定子绕组上测得的电压也有相应的、较小幅度的变动，显然电枢电流有最小值时电压为最大，电枢电流有最大值时电压为最小。

电枢电流和端电压波动的频率正比于转差率。

由于转差率很低，电流表和电压表的指针摆动位置可以被清楚地读取，即记录出各最大电流，电压和最小电流、电压值。

设读取的数据为每相值，则每相同步电抗为：二、负序电抗研究电机不对称运行最有效的方法是对称分量法。

即把不对称的三相电压或三相电流分解为正序、负序和零序分量。

然后对各个分量分别建立方程并求解，最后迭加起来得到最后结果。

对不同相序的电流来说，同步电机的电抗也就有不同数值。

若定子电流为一稳定的对称三相电流，这时定子电流仅有正序分量，所遇到的电抗就是前述的同步电抗，其电抗的测取方法前已介绍。

故正序电抗值等于同步电抗值。

定子三相电流若不对称时则存在负序电流，由于负序电流所产生的旋转磁场与转子转向相反，此反向旋转磁场以两倍同步速度切割转子绕组（包括励磁和阻尼绕组），在其中感应一个两倍频率的交变电势。

同步相量测量系统性能技术指标1 装置的功率消耗（1）装置正常工作时直流功耗：≤50W（2）装置动作时直流功耗：80W（3）装置每相交流电流回路功耗：≤0.5VA（4）装置每相交流电压回路功耗：≤0.5VA2性能参数（1）装置模拟量采样频率至少在1200~4800Hz，采样方式为同步采样。

（2）装置录波的启动方式应包括：交流电压各相和零序电压突变量启动交流电流各相和零序电流突变量启动线路相电流变化越限启动交流电压过限启动。

正、负序分量启动频率越限与变化率启动开关量启动低频振荡启动手动启动、远方起动（3）系统故障记录方式至少满足以下要求：t = 0ms系统扰动开始时刻S T模拟量记录时段顺序：A 时段：系统大扰动开始前的状态数据，输出原始记录波形，记录时间≥40ms。

B 时段：系统大扰动后初期的状态数据，输出原始记录波形，记录时间≥0.1s。

C 时段：系统大扰动后的中期动态过程数据，输出连续的工频有效值，记录时间≥1s。

D 时段：系统动态过程的数据，每0.1s输出一个工频有效值，记录时间≥20s。

输出数据的时间标签，如短路故障等突变事件，以系统大扰动开始时刻为该次事件的时间零坐标。

各时段的录波时间、采样速度应可人工设定。

第一次启动：符合任一启动条件时，由S开始按ABCD顺序执行。

重复启动：在已经启动记录的过程中，有开关量或突变量输出时，若在B 时段，则由T时刻开始沿BCD时段重复执行；否则应由S时刻开始沿ABCD时段重复执行。

自动终止记录条件：所有启动量全部复归，记录时间大于3s。

（5）装置过载能力：电流回路：2倍额定电流，连续工作10倍额定电流，允许10S40倍额定电流，允许1S电压回路：1.5倍额定电压，连续工作。

3电气量测量精度（1）在额定频率时基波电压、电流相量幅值测量误差极限：0.2%；（2）在额定频率时基波电流相量相角测量误差应满足下表的规定：基波电流相量相角测量的引用误差要求（测量CT）（3）在额定频率时基波电压相量相角测量误差应满足下表的规定：基波电压相量相角测量的引用误差要求（4）在49Hz～51Hz频率范围内，有功功率和无功功率的测量误差极限：0.2%；（5）频率测量精度：测量范围：45Hz～55Hz；测量误差：不大于0.01Hz。