双闭环直流调速系统仿真毕业设计(编辑修改稿)

双闭环直流调速系统仿真毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

电压表的数值 2I 、 2U ，则 0 2 2dU I R U (23) 求解 (22)、 (23)两式，可得电枢回路总电阻 : 2112()UUR II  (24) 如把电机电枢两端短接，重复上述实验，可得 39。 39。 2139。 39。 12()ln UURR II  (25) 则电机的电枢电阻为 ()a l nR R R R   (26) 各数 据的测量与计算数据见表 2－ 1。 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 10 表 2－ 1 测定电枢回路总电阻 R 次序 dI （ A） lU (V) 电枢短接 电抗器短接 ()R ()aR ()lR ()nR 2()UV 3()UV 80％ Id 90 101 90 60％ Id 97 106 97 25 30％ Id 110 110 104 平均值 2. 电枢回路电感 L的测定 电枢回路总电感包括电机的电枢电感 aL 、平波电抗器电感 dL 和整流变压器漏感bL ，由于 bL 数值很小，可以忽略，故电枢回路的等效总电感为 adL L L (27) 电感的数值可用交流伏安法测定。 实验时应给电动机加额定励磁，并使电机堵转，实验线路如图 2－ 6所示。 图 2－ 6 测量电枢回路电感的实验线路图 实验时交流电压由 DJK01电源输出，接 DJK10的高压端，从低压端输出接电机的电枢，用交流电压表和电流表分别测出电枢两端和电抗器上的电压值 aU 和 LU 及电流 I,从而可得到交流阻抗 aZ 和 LZ ，计算出电感值 aL 和 dL ，计算公式如下 : aa UZ I (28) LL UZ I (29) 222aaa ZRL f (210) 222LLd ZRL f (211) 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 11 取三次 计算的平均值，为实验系统各部分的电感值。 表 2－ 2 测量回路电感 L 次序 dI （ A） aU (V) lU (V) aL (mH) dL (mH) 1 144 402 2 157 419 3 184 499 平均值 162 440 3. 直流电动机 发电机 测速发电机组的飞轮惯量 2GD 的测定 电力拖动系统的运动方程式为 2( / 3 7 5 ) /LM M G D d n d t   (212) 式中， M 为电动机的电磁转矩，单位为 Nm ； LM 为负载转矩，空载 时即为空载转矩0M ，单位为 Nm ， n为电机转速，单位为 /minr , 2GD 为飞轮惯量，单位为 2Nm。 电机空载自由停车时， 0M ， LM = 0M ，则运动方程式为 : 20 ( / 3 7 5 ) /M G D dn dt (213) 从而有 2 03 7 5 / /G D M d n d t (214) 式中 2GD 的单位为 2Nm ； 0M 可由空载功率 0P (单位为 W)求出 : 20 0 0a a aP U I I R (215) 00 n (216) dn/dt可以从自由停车时所得的曲线 ()n f t 求得，其实验线路如图 27 图 2－ 7 测定 2GD 时的实验线路图 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 12 电动机加额定励磁，将电机空载启动至稳定转速后，测量电枢电压 aU 和电流 0I ,然后断开给定，使电机自由停车，将示波器达到慢扫描挡，根据示波器的时标，计算出电机由稳定转速下降到零时间，将所得数据记录于表 2－ 3中。 由于空载转矩不是常数，可以以转速 n为基准选择若干个点，测出相应的 0M 和 dn/dt，以求得 2GD 的平均值。 由于本实验装置的电机容量比较小，应用此法测 2GD 时会有一定的误差。 表 2－ 3 直流电动机 发电机 测速发电机组的飞轮惯量 2GD 的测定 n en en 测量值 aU (V) 225 186 142 115 90 0I (A) t(S) 计算值 0P (W) 0M (Nm) 2GD ( 2Nm ) 2avGD ( 2Nm ) 4. 电枢回路电磁时间常数 LT 的测定 采用电流波形法测定电枢回路电磁时间常数 LT ，电枢回路突加给定电压时，电流di 按指数规律上升 : (1 )LtTddi I e (217) 其电流变化曲线如图 28所示。 当 t=LT 时，有 ddd IeIi )1( 1   (218) 图 28 电流上升曲线 实验线路如 图 29所示。 电机不加励磁，调节给定使电机电枢电流在 50%edI ～90% edI 范围内。 然后保持 gU 不变，将给定的 2S 拨到接地位置，然后拨动给定 2S 从接地到正电压跃阶信号，用数字存储示波器记录 ()di f t 的波形，在波形图上测量 出当电流上升至稳定值的 %时的时间，即为电枢回路的电磁时间常数 dT。 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 13 图 2－ 9 测定 Td的实验线路图 5. 电动机电势常数 eC 和转矩常数 mC 的测定 将电动机加额定励磁，使其空载运行，通过 RP1改变 ctU 改变电枢电压 aU ，测得相应的转速 n、电枢 电流 dI ，记录于表 2－ 3中。 可由下式算出 eC : 2 1 2 1( ) /( )e e a aC K U U n n     (219) 式中， eC 的单位为 ()V rm。 转矩常数 (额定磁通 ) mC 的单位为 NmA。 mC 可由 eC 求出 :  (220) 表 2－ 4 电动机电势常数 eC 和转矩常数 mC 的测定 次序 N (r/min) aU (V) dI (A) eC mC 1 300 43 2 800 113 3 1500 210 平均值 最后的结果取三次平均值。 6. 系统机电时间常数 mT 的测定 系统的机电时间常数可由下式计算 22( ) ( 3 7 5 )m e mT G D R C C (221) 由于 mdTT，也可以近似地把系统看成是一阶惯性环节，即 (1 )dmn KU T S (222) 当电枢突加给定电压时，转速 n将按指数规律上升，当 n到达稳态值的 %时 ,所经过的时间即为拖动系统的机电时间常数。 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 14 测试时电枢回路中附加电阻应全部切除，突然给电枢加电压，用数字存储示波器记录过 渡过程曲线 ()n f t ，即可由此确定机电时间常数。 7. 和  的计算 rVnUnU fnn m *  fnU — 转速反馈信号  VIUIU dfidmim * fiU — 电流反馈 信号 8. 晶闸管触发及整流装置特性 ()d ctU f U 和测速发电机特性 ()TGU f n 的测定 实验线路如图 2－ 7所示，可不接示波器。 电动机加额定励磁，逐渐增加触发电路的控制电压 gU ，分别读取对应的 ctU 、 TGU 、 dU 、 n的数值若干组，记录于表 2－ 5中，即可描绘出特性曲线 ()d ctU f U 和 ()TGU f n。 由 ()dgU f U 曲线可求得晶闸管整流装置的放大倍数曲线 ()sgK f U : s d ctK U U   (223) 表 2－ 5 晶闸管触发及整流装置特性 ()d ctU f U 和 测速发电机特性 ()TGU f n 的测定 N(r/min) 400 800 1000 1230 1500 ctU (V) dU (V) 57 115 144 172 209 TGU (V) 可计算得到 Ks = 74。 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 15 第三章 电流环 与转速环的设计 设计多环控制系统的一般原则是：从内环开始，一环一环地逐步向外扩展。 在这里是：先从电流环入手，首先设计好电流调节器，然后把整个电流环看作是转速调节系统中的一个环节，再设计转速调节器。 电流环的设计 电流环的动态结构图 双闭环调速系统的动态结构如图 3－ 1 所示， 图 3－ 1 双闭环调速系统的动态结构图 oiT — 电流反馈滤波时。