α=β配合控制的有环流直流可逆调速系统仿真 - 图文

目录

1 引言 ........................................................................................................................................ 3 2 α=β配合控制的直流可逆调速系统的建模 ...................................................................... 3

2.1 α=β配合控制的直流可逆调速系统的工作原理 .................................................. 3 2.2 电力系统(Power System)工具箱 ............................................................................ 4 2.3 α=β配合控制的直流可逆调速系统的建模 .......................................................... 4

2.3.1 移相控制器的封装 ...................................................................................... 5 2.3.2 带限幅的PI调节器的封装 ...................................................................... 5 2.3.3 α=β配合控制的直流可逆调速系统整体的建模 .................................... 6

3 α=β 配合控制的直流可逆调速系统仿真实例及分析 .................................................... 6

3.1 系统主要环节的仿真参数 .................................................................................... 7 3.2 仿真波形及分析 .................................................................................................... 7 4 结论 ...................................................................................................................................... 10

速系统仿真

内蒙古科技大学

题 目：α=β配合控制的有环流直流可逆调学生姓名：王孟哲 学 号：0967106209 专 业：自动化 班 级：二班 指导教师：李琦 2012年 11月 2日

本科生课程设计论文

内蒙古科技大学课程设计任务书 课程名称 设计题目 指导教师 一、教学要求 1、理解直流可逆调速系统的基本工作原理； 2、通过α=β配合控制的有环流直流可逆调速系统的建模，掌握使用Matlab/Simulink软件及Power System工具箱对直流调速系统的建模与仿真方法； 3、理解α=β配合控制的有环流直流可逆调速系统中，正转、反转过程中转速与电流的变化曲线，以及本桥逆变和反接制动阶段电枢电流、电机转速、电机反电动势以及平波电感反电动势的变化曲线； 4、掌握α=β配合控制的有环流直流可逆调速系统中，两组整流器的环流分析方法，理解电机从正转到反转的机械特性。 二、设计资料及参数 设计资料详见《电力电子与电力拖动控制系统的Matlab仿真》（洪乃刚主编）6.4.1节。 本设计涉及到的控制原理、电力拖动自动控制系统等内容参考相关专业课教学内容。 设计参数：见《电力电子与电力拖动控制系统的Matlab仿真》（洪乃刚主编）6.4.1节。 三、设计要求及成果 1、利用Simulink及Power System工具箱建立基于Power System的α=β配合控制的有环流直流可逆调速系统模型； 2、绘制并分析α=β配合控制的有环流直流可逆调速系统中，正转、反转过程中转速与电流的变化曲线； 3、绘制并分析α=β配合控制的有环流直流可逆调速系统中，本桥逆变和反接制动阶段电枢电流、电机转速、电机反电动势以及平波电感反电动势的变化曲线； 4、绘制并分析α=β配合控制的有环流直流可逆调速系统中，两组整流器的环流变化曲线，绘制并分析电机从正转到反转的机械特性变化曲线； 5、撰写不少于3000字的设计报告。 设计报告要求提交纸质文档，设计报告包括设计背景、设计原理、设计过程、结果分析等几个部分，要求给出设计模型图以及仿真结果图。相关Matlab/Simulink设计文件要求提交电子文档。 四、进度安排 收集和查阅资料（一天） Matlab/Simulink建模（两天）

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控制系统仿真 α=β配合控制的有环流直流可逆调速系统仿真 李琦 时间 2012年10月29日至11月2日 控制系统设计与优化（一天） 编写技术设计书（一天） 五、评分标准 课程设计成绩评定依据包括以下几点：1）工作态度（占10%）；2）基本技能的掌握程度（占20%）；3）方案的设计是否可行和优化(40%)；4）课程设计技术设计书编写水平(占30%)。分为优、良、中、合格、不合格五个等级。 考核方式：设计期间教师现场检查；评阅设计报告。 六、建议参考资料 1、《控制系统数字仿真与CAD》，李国勇，电子工业出版社，2003年9月第1版 2、《电力电子与电力拖动控制系统的Matlab仿真》,洪乃刚，机械工业出版社，2006年5月第1版 3、《电力拖动自动控制系统》，陈伯时，机械工业出版社，1991年，第2版 4、《自动控制原理》上、下册，吴麒，清华大学出版社，1994. 5 第1版

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α=β配合控制的有环流直流可逆调速系统仿真

1 引言

我们知道品闸管反并联的电枢可逆线路是可逆调速系统的典型线路之一。像这样的线路有能实现叫逆运行、回馈制动等优点，同时止转制动和反转启动完全衔接起来，没有间断或死区，这是有环流调速系统的优点，特别是用于要求快速止反转的中小容量的系统。为保证系统安全，我们必须增加环流电抗器以消除其中的环流。α=β控制的有环流可逆调速方式，在实际应用中由于难以准确保持α=β的状态，一旦出现α≠β时，就有可能产生直流环流，使整流器过载或损坏，故实际上并不采用，但研究α=β控制的有环流可逆系统，对理解直流电动机的可逆过程有很大帮助。所以我们利用MATLAB 的Simulink和Power System工具箱，来实现α=β配合控制的直流可逆调速系统的建模与仿真。

2 α=β配合控制的直流可逆调速系统的建模

我们是利用控制系统传统的计算机仿真是用传递函数方法来完成的，各环节的传递函数是将实际模型经过一定的简化而得到的，很多重要细节会被忽略Power System工具箱提供了利用物理模型仿真的可能，它的仿真建模方法与构建实际电路相似，仿真结果非常真实。

2.1 α=β配合控制的直流可逆调速系统的工作原理

α=β配合控制的有环流直流可逆调速系统的电气原理图如图1所示。图中，主电路由两组三相桥式.晶闸管全控型整流器反并联组成，并共用同一路三相电源。由于采用α=β配合控制方式，在两组整流器之间没有直流环流，但还存在脉动环流，为了限制脉动环流的大小，在主电路中串入了四个均衡电抗器Lc1—Lc4，用于限制脉动环流。平波电抗器Ld，用于减少电动机电枢电流的脉动，减少电枢电流的断续区，改善电动机的机械特性。系统的控制部分采用了转速和电流的双闭环控制。由于可逆调速电流的

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