双闭环直流调速系统的设计与仿真 下载本文

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Routing/Demux)把这4个信号分开。双击此模块,把参数设置为4,表明有4个输出,从上到下依次是电机的角速度,电枢电流、励磁电流和电磁转矩数值。仿真结果可以通过示波器显示,也可以通过OUT端口显示。

图3.5 平波电抗器参数设置对话框

图3.6 负载转矩参数设置

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电动机参数设置:双击电动机图标,打开电动机参数对话框,如图3.7所示,其参数设置原则与晶闸管整流桥相同。

同步脉冲发生器的建模和参数设置。同步6脉冲Synchronized 6-Pluse Generator

提取路径为

SimPower Systems/Extra Library/Control

Blocks/Synchronized 6-Pluse Generator,标签改为“同步6脉冲触发器”其有5个端口,同alpha—deg连接的端口为导通角,同Block连接的端口是触发器开关信号,当开关信号为“0”时,开放触发器;当开关信号为“1”时,封锁触发器,故取模块Constant(提取路径为Simulink/Source/Constant)同Block端口连接,把参数改为“0”,开放触发器,同步6脉冲参数设置如图3.8所示,把同步频率改为50Hz。由于同步6脉冲发生器需要三相线电压,故取电压测量模块Voltage Measurement。

图3.7 直流电动机参数设置对话框

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图3.8 同步6脉冲触发器参数设置

3.1.2.控制电路的建模和参数设置

单闭环有静差转速负反馈调速系统的控制电路由给定信号、速度调节器、速度反馈等环节组成。根据仿真需要,另加限幅器Saturation、比较环节模块Sum等。

给定信号模块就是Constant模块,参数设置为10,它的物理量是给定电压信号,把此模块标签为“给定电压信号”。

比较环节模块Sum提取路径为Simulink/Math Operations/Sum,将默认参数“++”改为“+-”。

比例调节器模块就是放大模块Gain,把参数设为1,即放大系数为1. 从上面分析可知,同步6脉冲触发装置的输入信号是导通角,整流桥处于整流状态时导通角范围为0°≤a≤90°,由于速度调节器输出信号的数值可能大于90,故需加限幅器Saturation,提取路径为Simulink/Discontinuities/Saturation,其参数设置上下限幅为10和-10。

Constant参数设置为90,Gain参数设置为9。

转速反馈系数模块就是Gain模块,参数设置为0.01,也即表示反馈系数为0.01。 3.1.3.系统仿真参数设置

仿真中选择的算法为ode23tb,Start设为0,Stop设为5s。 3.1.4.仿真结果分析

当建模和参数设定后,即可开始进行仿真。

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仿真图形如图3.9所示。

图3.9单闭环有静差直流调速系统仿真曲线图

从仿真结果可以轻易地看出来,在比例调节器的作用下,电动机转速很快达到稳态值,在2s的时候,转矩由50变为100时,系统快速进行调节,使转速很快上升到另一个稳态值。

3.2 单闭环无静差转速负反馈调速系统的建模与仿真

单闭环无静差转速负反馈调速系统由给定信号、速度调节器、同步脉冲触发器、三相整流桥、平波电抗器、直流电动机、速度反馈等环节组成。如图3-10是单闭环无静差转速负反馈调速系统的仿真模型。

3.2.1.如图3.10,单闭环无静差调速和单闭环有静差调速建模大部分相同,只是把转速调节器换成了PI调节器。由于PI调节器本身带输出限幅值,故不再需要限幅模块,PI调节器参数设置如图3.11。转速反馈系数为0.01。

3.2.2.系统仿真参数设置

仿真中选择的算法为ode23tb,Start设为0,Stop设为5s。 3.2.3.仿真结果分析 仿真结果如图3.12所示。

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