电拖实验新

电拖实验报告实验一MATLAB/SIMULINK界面的认识班级：12电机2班姓名：廖勇龙1200303051马志海1200303044王涛1200303053实验一MATLAB/SIMULINK界面的认识一、实验目的：1SIMULINK界面的打开、建模窗口的认识；2信号原件、线路的搭建认识；3功率元件、线路的搭建认识；二、实验内容：1SIMULINK界面的打开、建模窗口的认识：双击图标，点击窗口左下角的的弹出目录框，点击simulink又弹出子目录框，点击libraryBrowser.出现，点击就出现仿真建模搭建窗口。2信号原件的查找、线路搭建的认识：所有信号原件全部在里。对该目录里内容，如逐一认识。例：3功率元件的查找、线路搭建的认识：在窗口左下角的的弹出目录框，点击simulink又弹出子目录框，点击SimPowerSystems又弹出子目录框，点击BloockLibrary.出现。对该图中每一个图块内容逐一认识。4仿真练习：三线桥式全控整流电路的搭建，仿真与测试。电拖实验报告实验二直流电动机的单闭环（转速反馈）控制仿真（动态）班级：12电机2班姓名：廖勇龙1200303051马志海1200303044王涛1200303053实验二：直流电动机的单闭环（转速反馈）控制仿真（动态）一、实验目的：1比例调节时，观察开环速降与闭环速降，理解开环与闭环的区别；2比例调节时，观察闭环速降与比例放大系数的关系，以及动态稳定情况；3比例积分调节时，观察闭环速降。二、基础参数：电动机的参数为：额定电压VUN220，额定电流AIdN55，额定转速min/1000rnN。rVCemin/192.0。电枢回路的电磁时间常数017.0lT，电力拖动系统机电时间常数075.0mT。晶闸管的整流装置的放大系数44SKKs=44，滞后时间常数00167.0sT。转速反馈系数01.0。由额定转速以及转速反馈系数，可以定出给定电压VnUNn1001.01000.V10限幅，取。三、实验过程1仿真电路（参考）2实验中暂定比例积分的传递函数为：sskp)1(及skkpp，其中56.0pk，05.0。3观测电机的电流，电磁转矩在起动、稳速时的变化情况，填表并回答问题：比例调节比例积分调节（闭环）开环闭环速降△nKp值速降△nKp值是否振荡Kp值τ值速降△n超调121.70.56590.56否0.5611.430100950.8550.8否0.56150210571.2135否1511.4300010020是1530001）起动时（空载或带载起动）电枢电流：空载启动电流：300A加载启动电流：20A2）空载起动，稳速后电枢电流：0A3）加载，稳速后电枢电流：30A4）空载起动，稳速后电磁转矩：305）加载，稳速后电磁转矩：55四、结论：积分控制可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速。但是如果比例调节参数太大，则电机会发生震荡。比例积分调节综合了比例调节和积分调节的有点，又克服了自身缺点，比例部分能迅速响应控制作用，积分部分最终消除稳态偏差，可以提高系统稳定性。电拖实验报告实验三直流电动机的双闭环控制仿真班级：12电机2班姓名：廖勇龙1200303051马志海1200303044王涛1200303053实验三直流电动机的双闭环控制仿真一、实验目的：1掌握直流电机双闭环控制的工程设计方法；2掌握电流环和转速环的作用。二、基础参数：电动机的参数为：额定电压VUN220，额定电流AIdN136，额定转速min/1460rnN，rVCemin/132.0，1R电枢回路的电磁时间常数03.0lT，电力拖动系统机电时间常数18.0mT。允许过载倍数5.1晶闸管的整流装置的放大系数40SK，滞后时间常数00167.0sT，002.0oiT，01.0onT，AV/05.0，rVmin/007.0。要求：电流超调%5%，：转速超调%10%。三、实验过程1控制原理电路2电流环调节器设计++-TGRP2U*nR0R0UcUiTALIdRiCiUd++-R0R0RnCnASRACRLMGTVUnU*iLMTGUPEM1sToiACR1sTkss1/1sTRl)(sUi)(sIdACR)1)(1(/sTsTRkils)(sUi)(sIdACRsskiii)1(sTTToisi0031.0；sTli03.0;RkkkisiI1.135.5.0%,5IiIKTK;031.14005.01.1355.003.0sIiikRKk3转速环设计sTKTonIn0174.001.01.135114.3960174.0521521087.00174.05,52222nNnnThhKhTh取7.115.0007.0018.0132.005.0087.04.396RTCKkmenNn4画出搭接线路（要求含有参数）：ssKASRnnn)1()1()1()1()1()(n2mennnnmennnnsTsTCsRKsTsTCRssKsWmennNTCRKK)1()1()(n2nNnsTssKsWACRss03.0)103.0(031.1ssASR087.0)1087.0(7.111sTonASR11/1sKIsTCRme)(sUn)(snASR1/sTnsTCRme)(sUn)(sn5观测电机的电流、转速情况回答下列问题并填表：1）单闭环（只有转速环时）起动电流情况，双闭环（电流环，转速环均有）起动电流情况：单闭环的起动电流：双闭环的起动电流：2）单闭环、双闭环起动时间有何不同？单闭环的起动时间远远快于双闭环起动时间。单闭环双闭环起动电流起动时间起动电流起动时间超调1300.031900.15140四、结论：单闭环中，直流电动机的恒流升速阶段，电流值要低于额定值，原因是电流调节系统受到电动机反电动势的扰动，是一个线性渐增的饶东亮，所以系统无法做到无静差。双闭环能保证良好的起动性能，但是不能产生回馈制动，而且具有比较满意的动态性能，抗负载扰动。电拖实验报告实验四异步电动机的动态建模仿真班级：12电机2班姓名：廖勇龙1200303051马志海1200303044王涛1200303053实验四异步电动机的动态建模仿真一、实验目的：1掌握异步电动机建模过程；2掌握3/2变换及2/3变换的原理及模块搭建。3掌握异步电动机起动与加载时电流、转矩及磁链的变化情况。二、异步电动机的动态方程及模块的建立（为状态变量的数学方程以rsi）)1(11)(2222222sssrsmrrsrrsmrrrsmssssrsmrrsrrsmrrrsmssrmrrrrsrmrrrrLprsrsrmpLuiLLLRLRLLLTLLLdtdiLuiLLLRLRLLLTLLLdtdiiTLTdtdiTLTdtdTJniiJLLndtd根据状态方程（1），利用MATLAB/SIMULINK基本模块建立αβ坐标系异步电动机仿真模型，并对其进行封装。三、3/2变换、2/3变换方程及模块的建立三相坐标系变换到两相正交坐标系的变换及两相坐标系变换到三相正交坐标系的变换分别为式（2）和（3），利用这两式实现模型搭建并封装。)3(232123210132iiiiiCBA)2(232302121132CBAuuuuu四、异步电机直接起动仿真模型(如图3-1)式中su，su，ru，ru-坐标系定子和转子相电压的瞬时值；si，si，ri，ri-坐标系定子和转子相电流的瞬时值；s，s，r，r-坐标系定子和转子绕组的磁链；sR，rR-定子和转子绕组电阻；-电机转速。rT-转子电磁时间常数，rrrRLT；-电动机漏磁系数，rmmLLL21；LT-包括摩擦阻转矩的负载转矩；J-机组的转动惯量；其中，状态变量TssrriiX五、参数仿真电机参数：85.1sR，658.2rR，HLs2941.0,HLr2898.0，2.1284.0sNmJ，2pn，HLs2941.0,VUN380，HzfN50。注意，还有rrrRLT，rmmLLL21可写到M文件中。空载时定子电流加载时定子电流3-1异步电机直接起动仿真模型图空载转子电流加载时转子电流六、观测参数变化情况（填表）参数空载起动时空载起动稳定后加载后定子电流（幅值）70520定子电流（频率）505050转子电流（频率）62.508.5电机转速0314275电磁转矩160050七、画出磁链曲线和负载特性曲线磁链曲线负载特性曲线八、结论在采用矢量控制技术后，通过坐标变换，可以把交流电动机的定子电流分解成转矩分量和励磁分量，分别用来控制电动机的转矩和磁通，可以获得和直流电动机相仿的高动态性能。在进行异步电动机仿真时，没有必要对四种状态方程逐一进行，只要以一种为内核，在外围加上坐标变换和状态变换，就可得到在不同坐标系下、不同状态量的仿真结果。电拖实验报告实验五异步电动机的调速仿真班级：12电机2班姓名：廖勇龙1200303051马志海1200303044王涛1200303053实验五异步电动机的调速仿真一、实验目的：1掌握异步电动机调速的调速方法；2掌握异步电动机调压调速和变频调速的机械特性的特点；二、相关基本原理1异步电动机的机械特性：1）等效电路：在下述三个假定条件下：（1）忽略空间和时间谐波；（2）忽略磁饱和（3）忽略铁损。异步电动机的稳态模型可以用T型等效电路。转差率与转速的关系为：11-nnns式中1n——同步转速，pnfn1160；1f为供电电源频率；pn为电动机极对数。简化等效电路。同时电流公式可简化成2）异步电动机的机械特性：异步电动机传递的电磁功率sRIPrrm23，机械同步角速度pmnww11，异步电动机的电磁转矩为其中,rsRR——定子每相电阻和折合到定子侧的转子每相电阻；,lrlsLL——定子每相漏感和折合到定子侧的转子每相漏感；mL——定子每相绕组产生气隙主磁通的等效电感，即励磁电感；Us、1w——定子相电压和供电角频率；s——转差率。2异步电动机的调速方法1)降压调速（这类系统结构简单，设备成本最低，所以还有一定的应用价值）。a)理想空载转速pnfnn11060，降低电源电压不影响该值；异步电动机简化等效电路2'rs212'rss'rsllLLsRRUII2/21212spem)(23lrlsssLLRRUnT最大转矩：2'rs212'rs1'r2sp'r2'r1p1mme/33llLLsRRsRUnsRInPT电磁转矩：异步电动机的机械特性异步电动机调压调速的机械波形b)速降11026060snnfssnnpp，降低电源电压→n↓→s↑→△n↑；c)最大电磁转矩：2/21212)(23lrlssspemLLRUnT，降低电源电压sU↓→emT。2）变频调速A）基频以下调速：当异步电动机在基频（额定频率）以下运行时，如果磁通太弱，没有充分利用电动机的铁心，是一种浪费；如果磁通过大，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时还会因绕组过热而损坏电动机。由此可见，最好是保持每级磁通量m为