(完整word版)基于MATLAB三相异步电动机调压调速系统设计说明书
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基于MATLAB三相异步电动机调压调速系统设计摘要:本文通过MATLAB对三相异步电动机的调压调速系统进行设计和分析。
首先,介绍了三相异步电动机的原理和特性,然后分析了调压调速系统的工作原理,并给出了系统的数学模型。
接着,基于MATLAB对调压调速系统进行仿真和分析,得到了系统的调压调速性能曲线。
最后,对仿真结果进行总结和讨论,并提出了进一步改进的建议。
关键词:MATLAB;三相异步电动机;调压调速系统;仿真;性能曲线一、引言三相异步电动机是目前广泛应用于工业领域的一种电动机,具有体积小、重量轻、性能稳定等特点。
为了满足工业生产的需求,对三相异步电动机进行调压调速是一项重要的技术。
调压调速系统能够实现电机的稳定运行和调节电机输出功率的目的,提高了电机的效率和使用寿命。
二、三相异步电动机的原理与特性三相异步电动机是一种基于电磁感应原理工作的电动机。
其工作原理是通过由三相交流电源供给的定子线圈产生的旋转磁场与转子短路线圈中的感应电流相互作用,使转子转动。
该电动机具有起动转矩大、调速范围广等特点。
三、调压调速系统的工作原理调压调速系统是通过改变电动机供电电压和频率,来实现电动机的调速和调压。
其中,调压是通过改变电源的电压来改变电机的转速;调速是通过改变电源的频率来改变电机的转速。
四、系统的数学模型根据三相异步电动机的原理和调压调速系统的工作原理,可以建立系统的数学模型。
该模型包括电动机的电动力学方程和调压调速系统的控制方程。
五、基于MATLAB的系统仿真与分析六、结果与讨论通过MATLAB仿真可以得到系统的调压调速性能曲线,进一步分析得到系统的响应时间、超调量等指标。
根据仿真结果可以对系统参数进行优化,以提高系统的调压调速性能。
七、结论本文基于MATLAB对三相异步电动机调压调速系统进行了设计和分析。
通过仿真和分析得到系统的调压调速性能曲线,对系统的性能进行了评估和讨论。
通过优化系统参数,可以进一步提高系统的调压调速性能。
三相感应电机的变频调速matlab三相感应电机的变频调速matlab是指利用MATLAB软件进行三相感应电机调速的过程。
本文将从以下几个方面来详细介绍三相感应电机的变频调速matlab的实现步骤和原理。
第一步:建立电机模型首先,在MATLAB中要建立电机模型,需要用到电路拓扑图和模型参数。
电路拓扑图描述了电机的相互联系和电路结构,而模型参数则是电机运行所需的驱动参数,例如,电阻、电感和励磁参数等。
然后,根据电机的类型和工作条件选择合适的电机模型,可以选择两轴模型或者dq轴模型。
对于三相感应电机,dq轴模型较为常用。
最后,根据电路和模型参数,利用MATLAB的Simulink工具箱来建立电机模型。
通过连接各个电路元件,并设置相关的参数,可以模拟电机的工作过程。
在模型中,常包含功率电子器件、电机漏阻抗、励磁电抗等电气元件,并可以设置输入电压和负载等。
第二步:进行仿真参数设置在建立电机模型之后,需要进行仿真参数的设置。
这些参数包括电机额定功率、转速、额定电压、执行器的惯性、损耗参数等。
根据实际需求进行设置,并确保仿真参数与实际电机参数一致。
同时,还需要定义仿真时间和仿真步长。
仿真时间应足够长,以保证仿真结果的准确性。
仿真步长则需要根据电机特性和计算要求进行选取,步长过大会导致误差,步长过小则会增加计算量。
第三步:选择控制策略接下来,需要选择适当的控制策略。
常用的控制策略包括电流反馈控制、转速反馈控制和位置反馈控制等。
在三相感应电机中,转速反馈控制是较为常用的策略。
控制策略的选择需要考虑电机的性能要求和实际应用场景。
例如,对于高精度控制和快速响应的要求,可以选择闭环控制;而对于一般的应用场景,则可以选择开环控制。
第四步:编写MATLAB代码在选择控制策略之后,可以通过编写MATLAB代码来实现控制系统。
代码的编写需根据所选的控制策略和电机模型进行。
在编写代码时,需要根据电机的数学模型,计算出所需的控制变量,例如电流、转速和位置等。
异步电机调压调速系统的matlab仿真代码异步电机是一种常见的电动机类型,广泛应用于各个领域的工业控制系统中。
在工业生产中,对异步电机的调压调速系统进行仿真设计可以帮助工程师们更好地理解电机的工作原理,并且优化控制算法,提高电机的性能和效率。
本文将根据异步电机调压调速系统的需求,介绍如何使用Matlab进行仿真设计。
异步电机调压调速系统主要包括三个部分:电机模型、调速控制器和电源电压。
首先,我们需要建立电机的模型。
在Matlab中,我们可以使用Simulink来搭建电机模型。
在搭建电机模型之前,我们需要明确电机的参数,例如额定功率、额定转速、定子电阻、定子电感、转子电阻、转子电感等。
根据这些参数,我们可以使用Simulink中的“Synchronous Machine”模块来搭建电机模型。
通过调整模块的参数,我们可以设定电机的额定功率和转速。
此外,我们还可以通过添加噪声、扰动等,模拟电机在实际工况下的运行情况。
接下来,我们需要设计调速控制器。
常见的调速控制算法有PID控制、模糊控制、自适应控制等。
在Matlab中,我们可以使用Simulink中的“PID Controller”模块来实现PID控制算法。
在使用PID控制器模块之前,我们需要根据电机的特性调整控制器的参数,例如比例系数、积分时间和微分时间。
通过不断调整参数和观察仿真结果,我们可以优化控制器的性能,实现电机的稳定调速。
最后,我们需要模拟电源电压对异步电机的影响。
在实际应用中,供电电压的波动会对电机的转速和输出功率产生影响。
在Matlab中,我们可以通过添加波动的直流电压源来模拟这种影响。
通过调整电压源的幅值和频率,我们可以观察电压波动对电机转速和输出功率的影响。
这对于调压调速系统的设计和优化非常重要。
在完成上述步骤后,我们可以对整个异步电机调压调速系统进行仿真。
通过控制器和电源电压的输入,我们可以观察电机的转速、输出功率和电流等参数的变化情况。
综合性设计型实验报告实验名称:三相异步电动机调压调速系统设计与实验姓名:迟铭学号:********** 专业:自动化2007级所在院系:化工学院化工机械系指导教师:曲*实验时间:2010年12月13—24日综合性设计型实验报告系别:化工机械系班级:自动化2007级2010 —2011学年第 1 学期二.设计方案对于开环调速系统,如果负载的生产工艺对运行时的静差率要求不高,开环系统可以实现一定范围的无级调速,但是,许多需要调速的生产机械常常对静差率有一定的要求。
例如龙门刨床,由于毛坯表面粗糙不平,加工时负载大小常有波动,所以为了保证工件的加工精度和加工后表面光洁度,加工过程的速度就必须保持基本稳定,也就是说静差率不能太大,这就需要采用闭环控制。
闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬得多;闭环系统的静差率要比开环系统小得多;如果所要求的静差率一定,则闭环系统可以大大提高调速范围。
对于单闭环控制系统,若要求快速起制动,突加负载动态速降小等等,单闭环就不能满足需要,所以本设计采用转速电流双闭环调速系统。
电流环在里边,作为内环;转速环在外边,作为外环,系统控制原理图如下:双闭环调压调速系统控制原理图三、设计流程T La’b’c’ U ”1ca b n ms SmT emaxU 1>U 1’>U 1”通风机负载特性1Sn W K =(3-20)(3-21)4、基于MATLAB 仿真 4.1机械特性的仿真根据双闭环调压调速系统的调速原理编写Matlab 仿真程序,仿真出异步电机在不同电压下的机械特性,程序见附表1,机械特性图如下:4.2调速系统电流及转速仿真根据双闭环调压调速系统的动态结构图和计算出的相关参数,首先建立开环调压调速系统的Matlab /Simulink 动态仿真模型,如下图所示:630440.011041010on on C F F R τμμ⨯==⨯=⨯630.18310 1.52512010nn nC F F R τμμ==⨯=⨯开环调压调速系统仿真模型图开环调速系统转速仿真波形开环调速系统电流仿真波形根据双闭环调压调速系统的动态结构图和计算出的相关参数,建立转速电流双闭环调压调速系统的Matlab/Simulink动态仿真模型,如下图所示双闭环交流调速系统的仿真模型图转速电流双闭环调速系统转速仿真波形3~M~TVC转速电流双闭环调速系统电流仿真波形在仿真过程中会出现电流波形的超调特别大的情况,这是不符合实际要求的,符合实际要求的波形应该是具有较小的超调量。
基于MATLAB的异步电机变频调速系统的仿真与分析摘要:本文利用MATLAB软件对异步电机变频调速系统进行仿真与分析,通过建立模型、设计控制策略和进行性能评估,探讨了异步电机的调速系统在不同工况下的动态特性。
通过仿真分析,可以更好地理解异步电机的变频调速系统的工作原理和特性,并为实际应用提供理论参考。
一、引言异步电机是工业生产中常见的电动机之一,其主要应用在风机、水泵、输送带等设备中。
传统的异步电机是由交流电源直接供电,转速固定。
为了满足不同工况下的需求,提高系统的控制性能,现在常常采用变频调速技术来实现异步电机的调速。
变频调速系统可以通过改变电机的输入频率,来调节电机的转速和输出功率,实现对系统的精准控制。
二、异步电机变频调速系统的建模1. 异步电机的数学模型异步电机可以理解为一个轴对称的旋转电机,其运动方程可以简化为以下形式:\[T_{\text {电 }}=T_{\text {m机 }}-T_{\text {负载 }}-T_{\text {摩擦阻力 }}=J \cdot \frac{d \omega}{d t}\]T电表示电机的电磁转矩,Tm机表示电机的机械转矩,T负载表示负载转矩,T摩擦阻力表示摩擦转矩,J表示转动惯量,ω表示电机的角速度。
2. 变频调速系统的控制策略变频调速系统的控制策略一般包括速度闭环控制和电流矢量控制两部分。
速度闭环控制采用PID控制器,通过测量电机转速与给定转速进行比较,调节输出电压的频率和幅值,使电机实现闭环控制。
电流矢量控制则是根据电机的电流矢量和磁链方向,控制电机的输出电压和频率,实现对电机的精准控制。
3. 系统的建模与仿真为了进行仿真分析,需要建立异步电机变频调速系统的数学模型。
在MATLAB中,可以使用Simulink工具箱来进行建模。
通过搭建电机模型、控制算法和运动方程,可以建立完整的系统模型,并进行仿真实验。
三、仿真与分析1. 建立异步电机的模型需要建立异步电机的数学模型,并在Simulink中进行搭建。
台南山学院烟台烟电机与拖动课程设计题目基于Matlab的双闭环三相异步电动机的串级调速仿真姓名:庞超所在学院:计算机与电气自动化学院所学专业:自动化班级:09自动化02班学号: 200902010210指导教师:刘丽丽完成时间: 2012-9-23任务书电机与拖动是自动化专业的一门重要专业基础课。
它主要是研究电机与电力拖动的基本原理,以及它与科学实验、生产实际之间的联系。
通过学习使学生掌握常用交、直流电机、变压器及控制电机的基本结构和工作原理;掌握电力拖动系统的运行性能、分析计算,电动机选择及实验方法等。
电机与拖动课程设计是理论教学之后的一个实践环节,通过完成一定的工程设计任务,学会运用本课程所学的基本理论解决工程技术问题,为学习后续有关课程打好必要的基础。
一、设计课题基于Matlab的异步电动机调压调速系统的仿真二、课程设计的基本要求1.使学生具有自主设计电路原理读图、查阅参考书籍和手册及资料文献的能力。
2.设计、计算、文件选取、画出设计电路图3.撰写严谨的、有理论根据的、实事求是的、文理通顺的字迹端正的电机与拖动课程设计报告。
三、电机与拖动课程设计时间1.设计电路原理读图、查阅参考书籍和手册及资料文献(1.5天)。
2.设计、计算、文件选取、画出设计电路图(1.5天)。
3.验收及校验(0.5天)4.完成课程设计报告(1.5天)四、课程设计报告要求课程设计报告要求字迹工整、文字通顺;其撰写内容包括:1.目录2.课程设计所用的基本知识3.参数计算、电路设计等。
4.总结5.参考文献摘要本文所讨论的是双闭环三相异步电动机的串级调速的基本原理与实现方法。
对于一般交流电动机的调速,我们都是从电动机的定子侧引入控制变量(改变定子供电电压、频率)来实现的,这对于转子处于短路状态的交流鼠笼型转子异步电动机是唯一途径。
但是,对于绕线式异步电动机来说,由于改变其转子绕组控制变量以实现调速,转子侧的控制变量有电流、电动势、电阻等。
摘要现代交流调速技术被誉为20世纪后期人类社会重大技术进步之一,在电机电气传动领域产生了巨大的社会效益.进入21世纪,交流调速技术继续作为电气传动系统的主要研究课题之一。
MATLAB是新一代的科学与工程计算软件,已经成为全球应用最广泛最流行的软件之一。
现在的MATLAB已经不仅仅是一个矩阵实验室,它已经成为了一种具有广泛应用前景的全新的计算机高级编程语言,它在高校和研究部门扮演着重要的角色。
MATLAB不仅具有传统的交互编程功能,而且提供了丰富可靠的矩阵运算、图形绘制、数据处理、信号与图象处理等工具,其功能也越来越强大。
本文运用MATLAB模拟三相异步电机调速特性,使繁琐的数学处理工作的效率大大加快。
计算确定电机的磁路、参数、运行性能和起动性能的计算。
并做出相对应的实验,验证所得参数的正确性。
通过电磁计算所得的电机性能指标必须符合国家标准或设计任务书的要求,否则应进行调整。
在电磁计算过程中一般选择若干个不同的方案同时进行,然后通过分析比较选择最佳方案。
说明MATLAB非常适合电气设计的仿真实验。
关键词:MATLAB;仿真Simulink;交流调速AbstractThe modern AC variable speed technology known as the late 20th century, human society is one of major technological advances in the field of electric drive motors produce enormous social benefits. Into the 21st century, AC variable speed electric drive system to continue as a major research topic one. MATLAB is a new generation of scientific and engineering computing software, has become the world's most widely used as one of the most popular software. MATLAB now has more than just a matrix laboratory, it has become a broad prospect of new high-level computer programming language, its universities and research play an important role. MATLAB not only traditional interactive programming capabilities, and provides a rich and reliable matrix operations, graphics rendering, data processing, signal and image processing tools, and its function more and more powerful. In this paper, MATLAB simulation of three-phase induction motor drive characteristics, so that the complicated mathematical treatment efficiency greatly accelerated. Determine the motor's magnetic circuit calculation, parameters, performance and starting performance calculation. And make corresponding experiments to verify the correctness of derived parameters. Calculated by electromagnetic motor performance indicators must comply with national standards or requirements of the design plan, or should be adjusted. Electromagnetic calculation generally select a number of different programs simultaneously, and then choose the best option analysis and comparison. Description MATLAB is designed for electrical simulation.Keywords: MATLAB; simulation Simulink; AC variable speed目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................... I I 第1章引言. (1)1.1引言 (1)1.2异步电机概述 (2)1.3系统仿真技术概述 (2)1.4仿真软件的发展状况与应用 (3)1.5MATLAB概述 (3)1.6Simulink概述 (5)1.7小结 (6)第2章三相异步电机原理 (7)2.1旋转磁场 (7)2.2同步转速 (8)2.3三相异步电动机的工作原理 (9)2.4三相异步电动机调速特性 (10)2.4.1变极调速 (10)2.4.2变频调速 (12)2.4.3调节转差能耗调速 (13)第3章仿真系统设计 (16)3.1系统对象 (16)3.2系统分块 (16)3.3系统仿真图 (18)3.3.1变频调速仿真图 (18)3.3.2转子绕组串电阻调速仿真图 (21)3.3.3调压调速仿真图 (24)第4章异步电动机转子绕组串电阻调速实验 (28)第5章结论 (31)参考文献 (32)致谢 (33)附录 (34)第1章引言1.1引言世界工业进步的一个重要因素是过去几十年中工厂自动化的不断完善。
目录第1章绪论 (1)1.1论文研究背景 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.2.1国外研究现状 (2)1.2.2国内研究现状 (2)1.3论文主要内容 (2)第2章异步电机调速系统方案选择 (4)2.1交流调速系统 (4)2.2交流调速方案 (5)2.2.1调压调速 (5)2.2.2串级调速 (5)2.2.3变级调速 (6)2.2.4电磁调速 (7)2.2.5变频调速 (7)2.3交流调速方案确定 (8)第3章异步电机的变频调速 (9)3.1异步电机物理模型 (9)3.2变频控制方式选择 (10)3.2.1直接转矩控制方式 (11)3.2.2矩阵式控制方式 (11)3.2.3 电压空间矢量SVPWM控制方式 (12)3.2.4 正弦脉宽调制SPWM控制方式 (12)3.3变频调速控制方案确定 (12)3.4 SPWM变频调速 (12)3.3.1同步调制与异步调制 (13)3.3.2自然采样与规则采样 (14)3.3.3单极性调制与双极性调制 (15)第4章基于MATLAB的异步电机调速仿真 (16)4.1MATLAB简介 (16)4.1.1MATLAB介绍 (16)4.1.2MATLAB仿真模块 (18)4.2SPWM逆变器建模仿真 (19)4.2.1参数设置 (19)4.2.2SPWM模型 (20)4.2.3SPWM仿真 (21)4.3异步电机SPWM调速系统仿真 (22)4.3.1参数设置 (22)4.3.2调速系统模型 (23)4.3.3调速系统仿真 (23)第5章总结与展望 (27)参考资料 (28)致谢 (29)第1章绪论1.1论文研究背景随着社会的发展,能源需求急速增长,如何有效地节能也成为了一个亟待解决的问题。
早期的交流电机调速方法,采用的绕线式异步电动机转子串电阻调速、笼型异步电动机变极调速或者在定子绕组串电抗器调速等都存在效率低,不经济等缺点。
就现阶段来说,电能是全球使用量最多的清洁能源,也是浪费最多的清洁能源,从电机控制方面入手,是解决此问题的最好方式。
电气工程及其自动化专业方向课程设计
一、设计任务
1、了解并熟悉双闭环三相异步电机调压调速原理及组成。
2、学习 SIMULINK,熟悉相关的模块功能。
3、进一步理解交流调压系统中电流环和转速环的作用。
二、设计要求
1、利用SIMULINK建立闭环调速系统仿真模型。
2、调试完成调压模块仿真、开环系统仿真、闭环系统仿真。
三、实验设备
1、计算机一台
2、MATLAB仿真软件
四、实验原理
调压调速即通过调节通入异步电动机的三相交流电压大小来调节转子转速的方法。
理论依据来自异步电动机的机械特性方程式:
其中,p为电机的极对数;
w1为定子电源角速度;
U1为定子电源相电压;
R2’为折算到定子侧的每相转子电阻;
R1为每相定子电阻;
L11为每相定子漏感;
L12为折算到定子侧的每相转子漏感;
S为转差率。
图1 异步电动机在不同电压的机械特性
由电机原理可知,当转差率s 基本保持不变时,电动机的电磁转矩与定子电压的平方成正比。
因此,改变定子电压就可以得到不同的人为机械特性,从而达到调节电动机转速的目的。
1、调压电路
改变加在定子上的电压是通过交流调压器实现的。
目前广泛采用的交流调压器由晶闸管等器件组成。
它是将三个双向晶闸管分别接到三相交流电源与三相定子绕组之间通过调整晶闸管导通角的大小来调节加到定子绕组两端的端电压。
这里采用三相全波星型联接的调压电路。
图2 调压电路原理图 Ua Ub
Uc T2
T3
T5
T4
T6
R R R
N T1
2、开环调压调速
开环系统的主电路由触发电路、调压电路、电机组成。
原理图如下:
图3 开环调压系统原理图
AT为触发装置,用于调节控制角的大小来控制晶闸管的导通角,控制晶闸管输出电压来调节加在定子绕组上的电压大小。
3、闭环调压调速
速度负反馈闭环调压调速系统的工作原理:将速度给定值与速度反馈值进行比较,比较后经速度调节器得到控制电压,再将此控制电压输入到触发装置,由触发装置输出来控制晶闸管的导通角,以控制晶闸管输出电压的高低,从而调节了加在定子绕组上的电压的大小。
因此,改变了速度给定值就改变了电动机的转速。
由于采用了速度负反馈从而实现了平稳、平滑的无级调速。
同时当负载发生变化时,通过速度负反馈,能自动调整加在电动机定子绕组上的电压大小。
由速度调节器输出的控制电压使晶闸管触发脉冲前移,使调压器的输出电
压提高,导致电动机的输出转矩增大,从而使速度回升,接近给定值。
图4 闭环调速结构图
图5 闭环调速系统原理图
五、 仿真内容
1、调压电路
1)、调压电器的仿真模型
调节器晶闸管调压装置异步电动机转速反馈装置
给定
n
U n U +-ct U 1U n 图5-9 调压调速系统静态结构框图
图6 (a)利用单个晶闸管元器件搭建的三相交流调压器的仿真模型 (b)图的封装模型
2)、调压电路的搭建
图7 调压电路模型
3)、参数的设定
Frequency of synchronization voltages(hz):同步电压频率(赫兹)50Hz
Pulse width(degrees):触发脉冲宽度(角度)10
Double pulsing:双脉冲出发选择。
RLC负载的参数设定:电阻100Ω,电感0H,电容的值为inf
UA:峰值220v,f为50Hz,初相位为0°
UB:峰值220v,f为50Hz,初相位为-120°
UC:峰值220v,f为50Hz,初相位为-240°
4)电阻负载的仿真图形
a) 触发角α为45° b)触发角α为60°
图8 三相交流调压器的输出电压波形
在电阻负载时三相交流调压器的输出电压仿真结果如图8所示。
其中图8a为α=45°时调压器输出的波形,图8b所示为α=60°时调压器输出的波形。
通过比较a)和b)可以发现,随着触发角的增加,同时有三个晶闸管导通的区间逐步减小,到α>=60°时,任何晶闸管都只有两相晶闸管导通。
2、异步电动机带风机泵类负载开环调压调速模块1)参数设定
由公式Tz=kn²可推出k=Tz/n²
电机参数额电压220v 频率为60Hz 极对数为2对容量为2238VA 同步转速为1800转/分钟
可以计算k=0.000003665
UA:峰值180v,f为60Hz,初相位为0°
UB:峰值180v,f为60Hz,初相位为-120°
UC:峰值180v,f为60Hz,初相位为-240°
图9 开环系统仿真模型
1)触发角α为60°时得到的转速
图10 α=60°时电机转速变化的过程
由图中可以观察到当触发角为60°时,转速稳定在1712转/分钟,转速在0.9s时达到稳定状态。
2)触发角α为75°时得到的转速
图11 α=75°时电机转速变化的过程
由图中可以观察到当触发角为75°时,转速稳定在1660转/分钟,转速在1.6s时达到稳定状态。
分析:
通过比较图10和图11的触发角α为60°和80°时可以发现:随着α的增大,使得输出电压降低,使转速下降,从而达到调速的目的。
3)改变电源电压,电源电压为150v, 触发角α为60°时得到的转速
图12 电源电压为150v α=60°时电机转速变化的过程
由图中可以观察到当触发角为60°时,转速稳定在1660转/分钟,转速在1s时达到稳定状态。
分析:
通过比较图11和图13可以发现,在相同的触发角不同的电源电压下,电源电压的降低会使转速下降。
同时也可以得到通过改变电源电压的大小来实现调速的可行性。
3、闭环调压
图13 闭环调压调速系统仿真模型
异步电动机速度负反馈闭环调压调速系统的仿真模型如下所示,将速度给定值(1200)与速度反馈值进行比较,比较后经速度调节器得到控制电压,再将此控制电压输入到触发装置,由触发装置输出来控制晶闸管的导通角,以控制晶闸管输出电压的高低,从而调节了加在定子绕组上电压的大小。
因此,改变速度给定值就改变了电机的转速。
由于采用了速度负反馈从而实现了平稳平滑的无级调速。
同时负载发生变化时,通过速度负反馈,能制动调整加在定子绕组上的电压的大小,由速度调节器输出的控制电压使晶闸管触发脉冲迁移,是调压器的输出电压提高,导致电动机的输出转矩增大,从而使速度回升,接近给定值。
PI设置:比例环4,环0.1,输出限幅[60,-60]。
控制角调节范围0~120.
图14 闭环转速特性
图14是电压为180v,转速给定为1420,从图中可以可以发现转速给定为1420,转速在0.5s时达到稳定状态,转速维持在1420,从中可以得出转速跟随给定变化。
以下是给定1350在1.4S时给60阶跃的转速、控制角、负载转矩。
图14 转速
从图15可以发现转速在0.45s时达到稳定,在0.45s到1.4s时转速
稳定在1350转/分钟,到1.4s时给了一个终值为60的阶跃,可以发现转速跟随给定变化
图15 控制角
从图16可以直观的看到控制角在随着给定的变化而变化,从而实现调速。
图17 转矩
开始时,转速为0,负载转矩为0,反馈因输出限幅为-60,经60偏置使得输入控制角为0,定子绕组电压为电源电压。
随着转速的上升,负载转矩增大,反馈在一定范围内依旧为0.经0.6秒后转速稳定在1350,负载转矩、控制角也保持稳定。
再过0.8秒,给定增加60,经反馈,减小控制角,增大电压提高转速,负载转矩随之增大,在1.6秒内保持稳定。
六、总结体会
为期两周的专业方向综合性设计实验终于告一段落了,在为期两周的课程设计中,我学到很多东西,有些表面上看起来比较简单的东西,实际做起来的就不像那么简单了,要考虑诸多参数的配合。
对于整个系统,因为课题要求是调压调速,所以首先从调压器开始设计,使用利用单个晶闸管元器件搭建的三相交流调压器的仿真模型,再将该模块进行封装。
先观察带电阻负载时,调压器输出的波形,通过修改参数终于使得调压器输出的波形与理论相同。
接着,异步电动机带风机泵类负载开环调压调速。
然后,确定调速系统采用闭环控制,整个系统可以实现转速负反馈调节,使系统的性能大大提高。
通过此次设计让我对matlab的simulink模块有了更深的了解,对调压调速的特性也有了更深层次的认识。
七、参考文献
1)机械工业出版社《电力电子和电力拖动控制系统的matlab仿真》洪乃刚
2)机械工业出版社《电力电子技术》王兆安
3)电子工业出版社《matlab电机仿真精华50例》郝世勇。