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1、电机调速实验报告姓名：邵辰焕学号：0708190232专业：电气工程及其自动化院系：动力工程学院指导教师：张俊芳时间：2010-5-16目录：【实验1】晶闸管直流电动机开环调速2一、实验目的：2二、问题分析：2三、SIMULINK仿真模型：2四、参数设定：3五：仿真波形图：5六、波形分析：5【实验2】晶闸管-直流电动机闭环-静差调速系统6一、实验目的：6二、问题分析：6三、SIMULINK仿真模型：6四、参数设定：7五、仿真波形图：9六、波形分析：9【实验3】 三相异步电机变频调速仿真系统10一、实验目的：10二、问题分析：10三、SIMULINK仿真模型：10四、参数设定：11五、仿真波形图
2、：13六、波形分析：14实验中遇到的问题和解决方法：14【实验1】晶闸管直流电动机开环调速一、实验目的：研究他励直流电动机的晶闸管开环调速过程，观察其中转速、电磁转矩及电枢电流的变化规律。二、问题分析：现代工业生产中大都通过晶闸管控制向直流电动机供电，典型的晶闸管-直流电动机开环调速系统主要由直流电源、可控晶闸管及电机三部分组成，由于是开环调速，因此无须考虑反馈环节。SIMULINK仿真模型同样按照系统的基本结构来构造。三、SIMULINK仿真模型：晶闸管-直流电动机开环调速系统的仿真模型：四、参数设定：可关断晶闸管GTO的参数设置为：电感设置为：续流二极管的参数设置为：脉冲发生器的参数设置为
3、：五：仿真波形图：六、波形分析：上图中从上到下三个波形现实的分别是电机转速、电枢电流和电枢电压这三个量。直流电动机转速的计算公式为：第一个波形和第二个波形分别为电机转速和电枢电流波形，从图中可以看出，刚开始启动时电机转速和电枢电流都从零开始增加，超过预期后又回落，几次波动后，转速稳定在180rad/s左右，电枢电流稳定在7.5A左右，称这个状态为稳态。第三个波形是电枢电压的波形，直流电枢电压Uc通过可关断晶闸管GTO而输出为一个可控制的一个矩形脉冲波，当脉冲为正的时候门极开通，电枢电压为280V，当脉冲为负时，门极关断，电枢电压变为0，其均值即为Ud，通过控制GTO的开关频率，就可以控制Ud的
4、大小，从而控制电机的转速。【实验2】晶闸管-直流电动机闭环-静差调速系统一、实验目的：研究他励直流电动机的晶闸管闭环一静差调速过程，观察其中转速、电磁转矩及电枢电流的变化规律。二、问题分析： 和【实验1】的开环系统相比，晶闸管-直流电动机闭环一静差调速系统可以保证系统转速相对稳定。根据经典的晶闸管-直流电动机闭环一静差调速系统结构原理，可以非常方便地建立其SIMULINK仿真模型。三、SIMULINK仿真模型：晶闸管-直流电动机闭环-静差调速系统的仿真模型：(在开环系统的基础上，增加了一个比例反馈环节)四、参数设定：可关断晶闸管GTO的参数设置为：电机参数设定：放大器系数：电感设置为：五、仿真
5、波形图：六、波形分析：上图中从上到下三个波形现实的分别是电机转速、电枢电流和电枢电压这三个量。在闭环系统中，转速n可由以下公式计算出：稳态速降可由以下公式计算出：=；由式可得，闭环系统的开环放大系数K越大，稳态速降越小，系统的稳态性能越好。但根据反馈控制规律的第一条可知：只有比例放大器的反馈控制系统，其被调量仍是有静差的。因为K不可能为无穷。为了确定静差，通过设置原件参数选定了转速为150rad/s的空载转速，通过比较实际转速和预设的空载转速，将比较值反馈到到可关断晶闸管的门极来控制电枢电压的波形。第一个波形为电机转速波形，从中可以看出，转速大概稳定在120rad/s附近，接近150，即存在一
6、个约为30rad/s的稳态误差。第二个波形为电枢电流波形，在稳态后保持在2.5附近，也符合理论参数计算的结果第三个波形为电枢电压波形，由于预设转速150rad/s大于实际转速120rad/s，所以门极信号在电机达到稳态后始终为正，故门极一直处于开通状态，电枢电压波形在稳态后为一条数值等于280V的直线，而非脉冲信号。【实验3】 三相异步电机变频调速仿真系统一、实验目的：改变三相异步电机的定子电源频率，观察电机定子电流、转速的变化规律。二、问题分析：由于电机的转速n与旋转磁场转速n1接近，磁场转速n1改变后，电机的转速n也就随之改变。由公式n1=60f1/p可知，改变电源频率f1，可以调节磁场转
7、速，从而改变电机的转速，这样的调速方法称为变频调速。三、SIMULINK仿真模型： 该仿真模型和直接起动完全相同，这里直接给出：四、参数设定：鼠笼型异步电动机参数：三相电源参数设定为（三相以此差120）：SELECTOR设定为：放大器系数：五、仿真波形图：当U=380V,f=60Hz：当U=380V，f=50Hz：当U=380V，f=70Hz：六、波形分析：上图中从上到下四个波形现实的分别是转子电流、定子电流、转速和电磁转矩。比较三个电源频率下的电机转速波形可以发现，f=60Hz时转速约等于2000rad/s，f=70hz时转速略大于2000rad/s，f=50Hz时转速略小于2000rad/s。与理论相符合。实验中遇到的问题和解决方法：1、电机的参数设定很关键。2、续流二极管要通过参数设定之后才能变成实验一中的形式。3、放大器的增益要设置在100以上。4、实验三电路图中的SELECTOR的参数要设定为下图所示的样子。5、电路中的电感要设置得能使波形平滑显示。6、实验三中的三相电源的三相相位要在设置参数时设置好。7、实验三用到的是鼠笼型异步电机，可以通过对绕线型异步电机进行设置，使之变为鼠笼型异步电机。