自控课程设计 - 图文(2)

变化对系统响应的影响。 要求： （1）根据转速电流双闭环控制的直流调速系统动态结构图，按传递函数构建仿真模型； （2）按工程方法设计和选择转速和电流调节器参数，ASR和ACR都采用PI调节器。 （3）设定模型仿真参数，仿真时间10s，并在6s时突加1/2额定负载，观察控制系统电流、转速响应。 （4）修改调节器参数，观察在不同参数条件下，双闭环系统电流和转速的响应，修改转速给定，观察电动机在同步转速时的工作情况。 （5）使用Power System模块建立直流电机双闭环系统仿真模型，并与传递函数模型运行结果进行比较。 4．主要参考文献 [1] 牛维扬,李祖明．电机学．北京：中国电力出版社，2005年 [2] 黄俊,王兆安．电力电子变流技术．北京：机械工业出版社，1999年12月 [3] 王划一．自动控制原理．北京：国防工业出版社，2001年11月 [4] 陈伯时．电力拖动自动控制系统．北京：机械工业出版社，2000年6月

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5．课程设计进度安排 起 止 日 期 工 作 内 容 2011年6月7日－ 6月9日 课程设计讲解； 6月9日－6月16日 学生上机调试和答疑、并按要求整理好课程设计说明书； 6月17日上午－6月仿真建模现场调试及口试答辩。 17日下午 6．成绩考核办法 课程设计说明书：60%； 现场调试模型及口试答辩：40%。 教研室审查意见： 教研室主任签字： 年 月 日 院（系、部、中心）意见： 主管领导签字： 年 月 日

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一、根据以下条件进行直流电动机参数计算和设置，完成全压直接起动系统的仿真建模；

.一台直流并励电动机，铭牌额定参数为PN=17KW ,UN=220V ， IN=88.9A ，Nn= 3000r/min ，

?m 。要求电枢回路总电阻Ra=0.87Ω，励磁回路总电阻 Rf=181.5Ω ，电动机转动惯量J=0.76KG仿真该电动机的直接起动的过程。

(1)计算电动机参数

励磁电流为 If=Uf/Rf=220/181.5=1.21A

励磁电感在恒定磁场控制时可取 0。

电枢电阻 0.087 a R =Ω，电枢电感估算为 La=19.1CUN/(2pnnIN)=0.0032H（经验公式）

式中， p为极对数；C 为计算系数，对于无补偿电机 C =0.1 ，补偿电机 C = 0.4。 因为 Ce=(UN-RaIN)/nN=0.0708V·min/r KE=60Ce/2π=0.676V·s/rad 所以 Laf=KE/If=0.5587H 额定负载转矩为 TL=KTIN=60.1N·m

(2)绘制仿真线路

图1电机参数观测仿真图

（3）仿真结果

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图2转速随时间变化图 图3电枢电流随时间变化图

图4励磁电流随时间变化图 图5负载转矩随时间变化图

二、根据以下条件进行交流电源电压、直流电动机、晶闸管等参数计算和设置，完成开环调压调速系统的仿真建模；

已知直流电动机额定参数为 UN=220V ,IN=17A ， nN=1460r/min ，4 极，Ra=0.21Ω，

GD2=22.5N·m2。励磁电压 Uf=220V ，励磁电流If=1.5A 。采用三相桥式整流电路，整流器内阻

Rrec=1.3Ω。平波电抗器Lp=200mH 。仿真该晶闸管-整流电动机开环调速系统，观察电动机在全压起动和起动后加额定负载时电动机的转速、转矩和电流变化。

(1)计算电动机参数 供电电源电压为 U2=(UN+RrecIN)/2.34cosα=130V 电动机参数如下 励磁电阻Rf=Uf/If=146.7Ω 励磁电感在恒定磁场控制时可取 0。

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电枢电阻Ra=0.21Ω，电枢电感由下式估算，即

La=19.1CUN=0.0169H

电枢绕组和励磁绕组互感Laf为： 因为

Ce=(UN-RaIN)/nN=0.1482V·min/r

KE=60Ce/2π=1.4156

所以

Laf=Ke/If=0.9437H

电动机转动惯量为

22 J=GD/(4g)=0.57KG·m 额定负载转矩为 TL=KTIN=KEIN=24.1N·m

(2)绘制仿真线路

图6开环调压调速系统的仿真图

（3）仿真结果

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