三相异步电动机调压调速系统设计与实验
三相异步电动机调压调速系统设计与实验
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综合性设计型实验报告
实验名称：三相异步电动机调压调速系统设计与实验姓名：迟铭
学号：03
专业：自动化2007级
所在院系：化工学院化工机械系
指导教师：曲瀛
实验时间：2010年12月13—24日
综合性设计型实验报告
系别：化工机械系班级：自动化2007级 2010 —2011学年第 1 学期
双闭环调压调速系统控制原理图
三、设计流程
1、系统主电路的参数计算 系统控制电机的参数为：
m in /1380,6.0,220,120r n A I V U W P N N N N ====
Y 接晶闸管未导通时，均承受本相相电压，导通时电流为A I N 6.0=，流过晶闸管最大电流时，对应波形为全波，根据有效值I 公式为：
220
1[()]2I i t d t
π
ωωπ
=
?
(3-1)
负载平均电流A I d 6.0=，所对应的电流有效值'I 应小于额定电流所对应的有效值电流。
2、根据系统方块图进行动态计算
图中1M
MA M K W T S
=
+为三相异步电动机的近似传函，这里M K 为电动机的传递函数，jd T 为机电时间常数。
Un
△U Ui* U1
Uct
W ASR (S ) W ACR (S ) W GT-(S)
W MA (S )
W F (S)
n(S)
U n
—
n W K =
调速系统电流及转速仿真
根据双闭环调压调速系统的动态结构图和计算出的相关参数，首先建立开环调压调速系统的Matlab／Simulink动态仿真模型，如下图所示：
开环调压调速系统仿真模型图
开环调速系统转速仿真波形
开环调速系统电流仿真波形
根据双闭环调压调速系统的动态结构图和计算出的相关参数，建立转速电流双闭环调压调速系统的Matlab／Simulink动态仿真模型，如下图所示
双闭环交流调速系统的仿真模型图转速电流双闭环调速系统转速仿真波形
转速电流双闭环调速系统电流仿真波形
3~
M ~
TVC
在仿真过程中会出现电流波形的超调特别大的情况，这是不符合实际要求
的，符合实际要求的波形应该是具有较小的超调量。经过分析知道是给定滤波时间常数太小造成的，改变给定滤波时间常数，得到以上较理想的波形。 关键技术分析：
1、三相异步电动机调压调速方案的确定
开环调压调速系统可以实现一定范围的无级调速，但是无法满足生产机械对静差率要求高的场合，因此采用闭环调速，单纯的闭环调压调速又无法满足快速启动与制动，所以，在闭环的基础上选择转速电流双闭环调压调速系统。 2、晶闸管触发角选择与调试
本实验即采用定子调压调速系统，即在恒定交流电源与交流电动机之间接入晶闸管作为交流电压控制器，即改变定子电压调速。交流调压器采用三对晶闸管反并联分别串接在三相电路中，如右图所示：
通过对晶闸管的控制就可以控制交流电力，在每半个周波内通过对晶闸管开相位的控制，可以方便的调节输出电压有效值，所以，在实验过程中如何有效地调节晶闸管的触发角是关键。
实验过程：（包括主要步骤、成果介绍、实验分析）
一、主要步骤
1、DJK02和DJK02-1上的“触发电路”调试
2、（1）打开DJK01总电源开关，操作“电源控制屏”上的“三相电网电压指示”开关，观察输入的三相电网电压是否平衡。
3、（2）将DJK01“电源控制屏”上“调速电源选择开关”拨至“交流调速”侧
4、（3）用10芯的扁平电缆，将DJK02的“三相同步信号输出”端和DJK02-1“三相同步信号输入”端相连，打开DJK02-1电源开关，拨动“触发脉冲指示”钮子开关，使“窄”的发光管亮。
5、（4）观察A、B、C三相的锯齿波，并调节A、B、C三相锯齿波斜率调节电位器（在各观测孔左侧），使三相锯齿波斜率尽可能一致。
6、（5）将DJK04上的“给定”输出 Ug直接与DJK02-1上的移相控制电压Uct 相接，将给定开关S2拨到接地位置（即Uct=0），调节DJK02-1上的偏移电压电位器，用双踪示波器观察A相同步电压信号和“双脉冲观察孔”VT1的输出波形，使a=180。（6）适当增加给定Ug的正电压输出，观测DJK02-1上“脉冲观察孔”的波形，此时应观测到单窄脉冲和双窄脉冲。
7、（7）将DJK02-1面板上的U1f端接地，用20芯的扁平电缆，将DJK02-1的“正桥触发冲输出”端和DJK02“正桥触发脉冲输入”端相连，并将DJK02“正桥触发脉冲”的六个开关拨至“通”，观察正桥VT1—VT6晶闸管门极和阴极之间的触发脉冲是否正常。
8、2、控制单元调试
9、（1）调节器的调零
10、将DJK04中“速度调节器”所有输入端接地，再将DJK08中的可调电阻接到“速度调节器”的“4”、“5”两端，用导线将“5”、“6”短接，使“电流调节器”成为P（比例）调节器。调节面板上的调零电位器RP3，用万用表的毫伏档测量电流调节器“7”端的输出，使调节器的输出电压尽可能接近于零11、将DJK04中“电流调节器”所有输入端接地，再将DJK08中的可调电阻接到“速度调节器”的“8”、“9”两端，用导线将“9”、“10”短接，使“电流调节器”成为P（比例）调节器。调节面板上的调零电位器RP3，用万用表的毫伏档测量电流调节器“11”端的输出，使调节器的输出电压尽可能接近于
零
12、（2）调节器正、反限幅值的调整
13、 直接将DJK04的给定电压Ug 接入DJK02-1移相控制电压Uct 的输入端，三相交流调压输出 的任意两路接一电阻负载（D42三相可调电阻），放在阻值最大位置，用示波器观察输出的电压波形。当给定电压Ug 超过某一数值Ug'时，U 的波形接近正弦波时，一般可确定移相控制电压的最大允许值Uctmax=Ug'，即Ug 的允许调节范围为0—Uctmax 。记录Ug'于
下表中：
把“速度调节器”的“5”、“6”短接线去掉，将DJK08中的可调电容接入“5”、“6”两端，使调节器成为PI （比例积分）调节器，然后将DJK04的给定输出端接到转速调节器的“3”端，当加一定的正给定时，调整负限幅电位器RP2，使之输出电压为-6V ，当调节器输入端加负给定时，调整限幅电位器RP1，使之输入出电压为最小值即可。
把“电流调节器”的“8”、“9”短接线去掉，将DJK08中的可调电容接入“8”、“9”两端，使调节器成为PI （比例积分）调节器，然后将DJK04的给定输出端接到电流调节器的“4”端，当加正给定时，调整负限幅电位器RP2，使之输出电压为最小值即可，当调节器输入端加负给定时，调整正限幅电位器RP1，使电流调节器的输出正限幅为Uctmax 。
（3）电流反馈的整定
直接的将DJK04的给定电压Ug 接入DJK02-1移相控制电压Uct 的输入端，三相交流高压输出接三相线绕式异步电动机，测量三相线绕式异步电动机，测量三相线绕式异步电动机单相的电流值和电流反馈电压，调节“电流反馈与过流保护”上的电流反馈电位器RP1，是电流的反馈系数达到一个合理的数值。 （4）转速反馈的整定
（5） 直接将DJK04的给定电压Ug 接入DJK02-1移相控制电压Uct 的输入端，输出接三相线绕式异步电动机，测量电动机的转速值和转速反馈电压值，调节“速度变换”电位器RP1，使n=1300rpm 时的转速反馈电压为Ufn=-6V 。
Ug
Uctmax=Ug'
双闭环三相异步电机调压调速系统实验报告
运动控制系统专题实验 实 验 报 告 2016年5月
6.1双闭环三相异步电机调压调速系统 一．实验目的 （1）熟悉晶闸管相位控制交流调压调速系统的组成与工作原理。 （2）熟悉双闭环三相异步电机调压调速系统的基本原理。 （3）掌握绕线式异步电机转子串电阻时在调节定子电压调速时的机械特性。（4）掌握交流调压调速系统的静特性和动态特性。 熟悉交流调压系统中电流环和转速环的作用。 二．实验内容 （1）测定绕线式异步电动机转子串电阻时的人为机械特性。 （2）测定双闭环交流调压调速系统的静特性。 （3）测定双闭环交流调压调速系统的动态特性。 三．实验设备 （1）电源控制屏（NMCL-32）; （2）低压控制电路及仪表（NMCL-31）; （3）触发电路和晶闸管主回路（NMCL-33）； （4）可调电阻（NMCL-03）; （5）直流调速控制单元(NMCL-18)； （6）电机导轨及测速发电机（或光电编码器)； （7）直流发电机M03； （8）三相绕线式异步电机； （9）双踪示波器； （10）万用表。 四．实验原理 1.系统原理 双闭环三相异步电动机调压调速系统的主电路为三相晶闸管交流调压器（TVC）及三相绕线式异步电动机M（转子回路串电阻）。控制系统由零速封锁器（DZS）、电流调节器(ACR)、速度调节器(ASR)、电流变换器(FBC)，速度变换器(FBS)，触发器(GT)，一组桥脉冲放大器（AP1）等组成。其系统原理图如图6-1所示。
整个调速系统采用了速度、电流两个反馈控制环。这里的速度环作用基本上与直流调速系统相同而电流环的作用则有所不同。在稳定运行情况下，电流环对电网波动仍有较大的抗扰作用，但在起动过程中电流环仅起限制最大电流的作用，不会出现最佳起动的恒流特性，也不可能是恒转矩起动。 异步电机调压调速系统结构简单，采用双闭环系统时静差率较小，且比较容易实现正，反转，反接和能耗制动。但在恒转矩负载下不能长时间低速运行，因低速运行时转差功率全部消耗在转子电阻中，使转子过热。 2.三相异步电机的调速方法 交流调速系统按转差功率的处理方式可分为三种类型。 转差功率消耗型：异步电机采用调压、变电阻等调速方式，转速越低时，转差功率的消耗越大，效率越低。 转差功率馈送型:控制绕线转子异步电机的转子电压，利用其转差功率可实现调节转速的目的，这种调节方式具有良好的调速性能和效率，如串级调速。 转差功率不变型：这种方法转差功率很小，而且不随转速变化，效率较高，列如磁极对数调速、变频调速等。 如何处理转差功率在很大程度上影响着电机调速系统的效率。 五．实验方法 双闭环交流调压调速系统主回路和控制回路如图连接，NMCL-32的“三相交流 电源”开关拨向“交流调速”。给定电位器RP1和RP2左旋到最大位置，可调电阻NMCL-03左旋到最大位置。注意：图中主回路中接入的是交流电流表和交流电压表。 VT 3 VT 1 VT 6 VT 4 VT 5 VT 2 A 交流电流表，量程为1A 图2-1 双闭环交流调压调速系统主回路G 直流电机 励磁电源 R G 直流发电机M03V TG 定子 转子NMEL-09的线绕电机起动电阻
三相晶闸管交流调压电路的设计与仿真
目录 1设计任务及分析 (1) 1.1 电路设计任务 (1) 1.2 电路设计的目的 (1) 2.1 主电路的原理分析 (2) 3 MATLAB建模与仿真 (5) 3.2 参数设置 (6) 3.3 仿真结果及分析 (7) 总结 (8) 参考文献 (9)
三相晶闸管交流调压电路的设计与 仿真 1设计任务及分析 1.1 电路设计任务 （1）用simulink设计系统仿真模型；能够正常运行得到仿真结果。 （2）比较理论分析结果与仿真结果异同，总结规律。 （3）设计出主电路结构图和控制电路结构图。 （4）根据结构图设计出主电路图和控制电路图，对主要器件进行选型。 1.2 电路设计的目的 电力电子装置及控制是我们大三下学期学的一门很重要的专业课，课本上讲了很多电路，比如各种单相可控整流电路，斩波电路，电压型逆变电路，三相整流电路，三相逆变电路，等各种电路，通过对这些电路的学习，让我们知道了如何将交流变为直流，又如何将直流变为交流。并且通过可控整流调节输出电压的有效值，以达到我们的目的。而本次三相交流调压电路的设计与仿真，我们需要用晶闸管的触发电路来实现调节输入电压的有效值，然后加到负载上。本次课程设计期间，我们自己通过老师提供的Matlab仿真技术的资料和我们在网上搜索相关的资料，到图书馆查阅书籍，以及同学之间的相互帮助，让我们学到了很多知识。通过对主电路的设计与分析，对晶闸管触发电路的设计与分析，了解了他们的工作原理，知道了该电路是如何实现所要实现的功能的，把课堂所学知识运用起来，使我更能深刻理解所学知识，这让我受益匪浅。通过写课程设计报告，电路的设计，提高了我的能力，为我以后的毕业设计以及今后的工作打下了坚实的基础。 2 主电路的设计
电力电子课程设计+三相交流调压电路研究
电力电子技术课程设计 班级建电1101班 学号111705135 徐瞳 大学能源与动力工程学院建筑电气与智能化 二零一四年一月
目录 一．课程设计题目 二．课程实际目的 三．课程设计容 四．所设计电路的工作原理(包括电路原理图、理论波形) 五．电路的设计过程 六．各参数的计算 七．仿真模型的建立，仿真参数的设置 八．进行仿真实验，列举仿真结果 九．对仿真结果的分析 十．结论 十一．课程设计参考书
一、课程设计题目 三相交流调压电路研究 二、课程设计目的 （1）了解三相交流调压触发电路的工作原理。 （2）加深理解三相交流调压电路的工作原理。 （3）了解三相交流调压电路带不同负载时的工作特性。 （4）掌握三相交流调压电路MATLAB的仿真方法，会设置各模块的参数。 三、课程设计容 1 主电路方案确定 2 绘制电路原理图、分析理论波形 3 器件额定参数的计算 4 建立仿真模型并进行仿真实验 6 电路性能分析 输出波形、器件上波形、参数的变化、谐波分析、故障分析等 四、所设计电路的工作原理(包括电路原理图、理论波形) 交流调压器应采用宽脉冲进行触发。实验装置中使用后沿固定、前沿可变的宽脉冲链。实验电路如图A所示。 它由三个单项晶闸管交流调压器组合而成，三相负载接Y形，公共点为三相调压器中线，其工作原理和波形与单相交流调压想通。图中晶闸管触发导通的顺序为VT1→VT2→…→VT6。由于存在中性线，每一相可以作为一个单相调压器单独分析，各相负载电压和电流仅与本相的电源电压、负载参数及控制角有关。 整流电压平均值的计算分如下两种情况： （1）α≤30°时，负载电流连续，有
实验三 单相和三相交流调压电路实验(软件仿真)1
实验三单相和三相交流调压电路实验 一、实验目的 (1)．加深理解交流调压电路的工作原理。 (2)．加深理解单相交流调压感性负载时对移相范围要求。 (2)．加深理解三相交流调压阻性负载时的工作情况。 二、实验设备及仪器 (１)．计算机 (２)．MATLAB软件 三、注意事项 （１）在电阻电感负载时，当α
交流电源：simpowersystem\Electrical sources\AC Voltage Source 晶闸管： simpowersystem\Power Electronics\thyristor 电阻： simpowersystem\Elements\series RLC Branch (b)设置参数 根据已知条件设置电源和负载参数，晶闸管可用默认参数。 图2电阻负载主电路部分 步骤二：搭建触发电路 （a）触发电路利用脉冲发生器实现，如图3所示 图3 脉冲触发电路 触发脉冲提取路径为： simulink\Sources\Pulse Genetator (b)设置参数 脉冲类型：Time based 时间：Use simulation time 脉冲幅值：1.0 脉冲宽度：5 脉冲周期：（自己思考） 脉冲延时：（单位：秒；触发角不同，延时不同。注意：两个触发脉冲的延时是否一样？应差多少？） 步骤三：搭建测量电路
三相调压电路
一种简单实用的三相交流调压电路 内容提要对于采用集成元件实现双向可控硅过零触发方式工作的三相交流调压电路的组成及工作过程进行了介绍。 关键词脉宽调制过零光隔双向可控硅驱动双向可控硅交流调压电路：输入的是交流电压，而输出电压波形是交流电源电压波形的一部分，并且是可调的，这样输出电压的有效值就成为可调。一般交流调压电路采用的是可控硅控制，其触发方式有二种：过零触发和移相触发。 可控硅过零触发是对可控硅过零的通——断控制。可控硅导通时，交流电源与负载接通，输出若干个周波电压以后，可控硅被关断，停止交流电压输出；经过一定周波数后，再使可控硅通，如此重复进行。通过改变导通时间对固定重复周期的比值，从而改变输出电压有效值的大小。 可控硅的移相触发是对可控硅的导通角控制。在交流电压的正、负半周都以一定的延迟角去触发可控硅的导通，经过改变可控硅的导通角达到输出电压可调的目的。可控硅的移相触发往往在可控硅导通的瞬间使电网电压出现畸变，带来高次谐波，给电网中的其它用电设备和通讯系统的工作带来不良影响，并且对于电阻性负载在可控硅导通时有较大的冲击电流。 可控硅过零触发方式是把可控硅导通的起始点限制在电源电压过零处，它能很好的抑制移相触发所产生的高次谐波和避免因较大冲
击电流引起的电压瞬时大幅度下降。一般的三相交流可控硅过零触发开关电路由同步电路、检零电路等组成，结构复杂，可靠性低，采用分离元件故障率高。本文介绍一种用集成元件构成的三相交流可控硅过零触发调压电路。 该电路主要由电源电路、PWM脉冲形成电路、过零触发光隔离双向可控硅驱动等组成，电路如图1所示。 图1调压电路原理图 1 PWM脉冲形成及脉宽调制电路 利用在开关电源中应用较多的TL494双端脉宽调制器集成元件实现可控硅触发脉冲的形成及导通比控制。将集成元件TL494的5、6脚分别接振荡器的电阻（R T）、电容（C T），通过改变电阻电容的大小，既可调节触发脉冲的频率（为保证频率的稳定性应采用金属膜电阻和漏电流小的电容），将TL494的1、2、3、15、16、13脚接地，7
无中线星形联结三相交流调压电路
实验报告 实验项目：无中线星形联结三相交流调压电路专业班级： 姓名：学号： 实验室号：402实验组号： 实验时间：2014.12.27 批阅时间： 指导教师：成绩：
1.熟悉 Matlab 仿真软件和 Simulink 模块库。 2.掌握无中线星形联结三相交流调压电路的工作原理、工作情况和工作波形。 二．实验器材： 计算机、matlab 软件。 三．实验原理： 三相交流调压电路有星形联结和三角形联结等多种方案。其中星形联结又有无中线和有中线两种电路，三角形联结有线路控制、支路控制和中点控制的不同电路。无中线星形联结三相交流调压电路的原理图如图所示。 无中线星形联结三相交流调压电路 uc ub ua Uct ut p1p2 pulse56 Uct ut p1p2 pulse34 Uct ut p1p2 pulse12 Continuous pow ergui g1g2m AI A2VT1,3 g1g2m AI A2 VT1,2 g1g2m AI A2VT1,1 v +-v +-v + -U 输出 U 输入 Rc Rb Ra 6 Multimeter (10*u[1]/180) Fcn 30@
无中线星形联结三相交流调压电路的仿真模型如图所示，该模型实际上由三个单相交流调压电路组成，图中VT12、VT34和VT56分别为双向晶闸管开关模块，pulse12、pulse34和pulse56是相应晶闸管的触发模块。为了观察方便，在触发模块的移相控制输入端接入了一个控制角与移相控制电压 Uct 的变化函数Uct = 10u1/180 式中，u1为控制角（度），由常数模块@设定。 五．实验数据： 1.电阻负载α = 30°无中线星形联结三相交流调压电路的输出电压和波形 2.电阻负载α = 60°无中线星形联结三相交流调压电路的输出电压和波形
三相交流调压调速系统设计与仿真
武汉理工大学华夏学院课程设计报告 课程名称运动控制系统 题目三相交流调压调速系统设计与仿真 专业自动化 班级1122 学号 姓名 成绩_________________ _______年_______ 月_______日
目录 课程设计任务书 ................................................................ 错误!未定义书签。《运动控制系统》课程设计指导书............................................. 错误!未定义书签。摘要................................................................................................ 错误!未定义书签。题目4: 三相交流调压调速系统设计与仿真.................. 错误!未定义书签。1概述 ............................................................................................. 错误!未定义书签。 电机发展概述.......................................................................... 错误!未定义书签。 交流调速系统的应用领域主要有三个方面： ................... 错误!未定义书签。 交流调速系统的分类.............................................................. 错误!未定义书签。 2、异步电动机的机械特性........................................................... 错误!未定义书签。 、异步电机固有机械特性...................................................... 错误!未定义书签。 、异步电机调压调速的机械特性.......................................... 错误!未定义书签。 3、调压调速系统........................................................................... 错误!未定义书签。 调压电路.................................................................................. 错误!未定义书签。 速度闭环控制的调压调速系统.............................................. 错误!未定义书签。 缺相保护 ............................................................................... 错误!未定义书签。 4、Matlab仿真.............................................................................. 错误!未定义书签。 调压电路仿真模型.................................................................. 错误!未定义书签。 参数设置.................................................................................. 错误!未定义书签。 仿真总电路图.......................................................................... 错误!未定义书签。 仿真结果 ............................................................................... 错误!未定义书签。 结果分析.................................................................................. 错误!未定义书签。 5、小结........................................................................................... 错误!未定义书签。参考文献......................................................................................... 错误!未定义书签。
双闭环三相异步电机调压调速系统实验报告
“运动控制系统”专题实验 实验报告 电子与信息工程学院自动化科学与技术系
（5）可调电阻（NMCL—03） （6）电机导轨及测速发电机（或光电编码器） （7）三相线绕式异步电动机 （8）双踪示波器 （9）万用表 （10）直流发电机M03 四.实验原理 1.系统组成及原理 双闭环三相异步电动机调压调速系统的主电路为三相晶闸管交流电源及三相绕线式异步电动机（转子回路串电阻）。控制系统由电流调节器(ACR)，速度调节器(ASR)，电流变换器(FBC)，速度变换器(FBS)，触发器(GT)，一组桥脉冲放大器等组成。其系统原理图如图6-1所示。 图6-1 整个调速系统采用了速度，电流两个反馈控制环。这里的速度环作用基本上与直流调速系统相同而电流环的作用则有所不同。在稳定运行情况下，电流环对电网振动仍有较大的抗扰作用，但在起动过程中电流环仅起限制最大电流的作用，不会出现最佳起动的恒流特性，也不可能是恒转矩起动。 异步电机调压调速系统结构简单，采用双闭环系统时静差率较小，且比较容易实现正，反转，反接和能耗制动。但在恒转矩负载下不能长时间低速运行，因低速运行时转差功率 电子与信息工程学院自动化科学与技术系
电子与信息工程学院自动化科学与技术系
电子与信息工程学院自动化科学与技术系
（2）空载电压为200V时 n/(r/min) 1281 1223 1184 1107 1045 I G/A 0.10 0.11 0.12 0.13 0.13 U G/V 182 179 176 166 157 M/(N·m) 0.2265 0.2458 0.2636 0.2814 0.2831 2.闭环系统静特性 n/(r/min) 1420 1415 1418 1415 1416 1412 电子与信息工程学院自动化科学与技术系
交流调压实验报告
电力电子实验四-- 交流调压实验 姓名：肖珂 学号：09291218 班次：电气0907 指导老师：汤钰鹏 合作者：冷凝（09291174）
一、实验目的 熟悉单相交流调压电路的工作原理、分析在电阻负载和电阻电感负载时不同的输出电压和电流的波形及相控特性。加深理解交流调压电路在电阻电感负载时其相控角α应限制在θ≤α≤π的范围内 二、步骤内容 (1) 熟悉实验电路（包括主电路、触发控制电路）。 (2) 熟悉用TCA785集成触发电路芯片构成的集成触发器。 (3) 按实验电路要求接线，用示波器观察移相控制信号α的情况。 (4) 主电路接电阻负载（灯箱），用示波器观察不同α角时输出电压和晶闸管两端的电压波形,并用电压表测出输出电压的有效值。为使读数便利，可取α为30°、60°、90°、120°和150°各特殊角进行观察和分析。 (5) 主电路改接电阻电感负载（灯箱+电抗器），在不同控制角α和不同负载阻抗角θ情况下用示波器观察和记录负载电压和电流的波形。分别观察并画出当α>θ和α<θ情况下负载电压和电流的波形，指出电流临界连续的条件。 (6) 特别注意观察上述α<θ情况下出现较大的直流分量，此时L固定，加大R（减少亮灯个数）直至消除直流分量。
三、电路原理 1、单相交流调压电路 2、晶闸管触发电路 3、相控角发生电路
4、驱动隔离电路 5、DC电源电路 四、实验要求 (1) 估算实验电路负载参数（R、L等）。 (2) 电阻负载时，画出U-α曲线。（U为负载R上的电压有效值），并与理论计算值进行比较。 (3) 电阻电感负载时，画出在不同α值情况下负载电压和电流
基于MATLAB三相异步电动机调压调速系统设计
基于MATLAB三相异步电动机调压调速系统设计
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电气工程及其自动化专业方向课程设 计 一、设计任务 1、了解并熟悉双闭环三相异步电机调压调速原理及组成。 2、学习 SIMULINK，熟悉相关的模块功能。 3、进一步理解交流调压系统中电流环和转速环的作用。 二、设计要求 1、利用SIMULINK建立闭环调速系统仿真模型。 2、调试完成调压模块仿真、开环系统仿真、闭环系统仿真。 三、实验设备 1、计算机一台 2、MATLAB仿真软件 四、实验原理 调压调速即通过调节通入异步电动机的三相交流电压大小来调节转子转速的方法。理论依据来自异步电动机的机械特性方程式： 其中，p为电机的极对数； w1为定子电源角速度； U1为定子电源相电压； R2’为折算到定子侧的每相转子电阻； R1为每相定子电阻； L11为每相定子漏感； L12为折算到定子侧的每相转子漏感； S为转差率。
图1 异步电动机在不同电压的机械特性 由电机原理可知，当转差率s 基本保持不变时，电动机的电磁转矩与定子电压的平方成正比。因此，改变定子电压就可以得到不同的人为机械特性，从而达到调节电动机转速的目的。 1、调压电路 改变加在定子上的电压是通过交流调压器实现的。目前广泛采用的交流调压器由晶闸管等器件组成。它是将三个双向晶闸管分别接到三相交流电源与三相定子绕组之间通过调整晶闸管导通角的大小来调节加到定子绕组两端的端电压。这里采用三相全波星型联接的调压电路。 图2 调压电路原理图 U U U T T T T T R R R N T
实验3三相交流调压电路实验
实验3 三相交流调压电路实验 一、实验目的 (1) 了解三相交流调压触发电路的工作原理。 (2) 加深理解三相交流调压电路的工作原理。 (3) 了解三相交流调压电路带不同负载时的工作特性。 二、实验所需挂件及附件 三、实验线路及原理 交流调压器应采用宽脉冲或双窄脉冲进行触发。实验装置中使用双窄脉冲。实验线路如图3-1所示。
图中晶闸管均在DJK02上，用其正桥，将D42三相可调电阻接成三相负载，其所用的交流表均在DJK01控制屏的面板上。 四、实验内容 (1)三相交流调压器触发电路的调试。 (2)三相交流调压电路带电阻性负载。 (3)三相交流调压电路带电阻电感性负载（选做）。 图3-1三相交流调压实验线路图 五、预习要求 (1)阅读电力电子技术教材中有关交流调压的内容，掌握三相交流调压的工作原理。 (2)如何使三相可控整流的触发电路用于三相交流调压电路。 六、实验方法 (1)DJK02和DJK02-1上的“触发电路”调试
①打开DJK01总电源开关，操作“电源控制屏”上的“三相电网电压指示”开关，观察输入的三相电网电压是否平衡。 ②将DJK01“电源控制屏”上“调速电源选择开关”拨至“直流调速”侧。 ③用10芯的扁平电缆，将DJK02的“三相同步信号输出”端和DJK02-1“三相同步信号输入”端相连,打开DJK02-1电源开关，拨动“触发脉冲指示”钮子开关，使“窄”的发光管亮。 ④观察A、B、C三相的锯齿波，并调节A、B、C三相锯齿波斜率调节电位器（在各观测孔左侧），使三相锯齿波斜率尽可能一致。 ⑤将DJK06上的“给定”输出U g直接与DJK02-1上的移相控制电压U ct 相接，将给定开关S2拨到接地位置（即U ct=0），调节DJK02-1上的偏移电压电位器，用双踪示波器观察A相同步电压信号和“双脉冲观察孔”VT1的输出波形，使α=180°。 ⑥适当增加给定U g的正电压输出，观测DJK02-1上“脉冲观察孔”的波形，此时应观测到单窄脉冲和双窄脉冲。 ⑦将DJK02-1面板上的U 端接地，用20芯的扁平电缆，将DJK02-1的 lf “正桥触发脉冲输出”端和DJK02“正桥触发脉冲输入”端相连，并将DJK02“正桥触发脉冲”的六个开关拨至“通”，观察正桥VT1～VT6晶闸管门极和阴极之间的触发脉冲是否正常。 (2)三相交流调压器带电阻性负载 使用正桥晶闸管VT1～VT6，按图3-21连成三相交流调压主电路，其触发脉冲己通过内部连线接好，只要将正桥脉冲的6个开关拨至“接通”，“U lf”端接地即可。接上三相平衡电阻负载，接通电源，用示波器观察并记录α=30°、60°、90°、120°、150°时的输出电压波形，并记录相应的输出电压有效值，填入下表:
三相交流调压器的设计
目录 摘要 (2) Summary (2) 1.设计意义和要求 (3) 1.1.设计意义 (3) 1.2设计要求 (3) 2.方案设计 (4) 3.主电路的设计 (5) 3.1主电路的原理分析 (5) 3.2主电路器件的选择 (7) 3.3晶闸管模块 (7) 4.触发电路的设计 (8) 5利用MATLAB进行仿真 (10) 5.1仿真电路图 (10) 5.2仿真结果 (11) 5.2.1 A相仿真结果 (11) 5.2.2 B相仿真结果 (14) 5.2.3 C相仿真结果 (17) 5.2.4 ABC三相的仿真结果 (20) 6仿真结果分析 (23) 心得体会 (24) 参考文献 (25) 附录：主电路图 (26)
摘要 本次课程设计的题目是三相交流调压电路的设计，主要是设计出主电路和触发电路，通过触发电路触发主电路中的反并联的晶闸管来控制负载电压电流。触发电路产生的触发脉冲的延迟角也是可以调节的，通过对它的调节来达到对输出控制的目的。在MATLAB中连接好总电路图，用示波器观察输出结果，直观方便。MATLAB这一功能强大的软件给我们带来了很多方便，让我们对于设计电路的结果分析更加清晰明确。本次课程设计我们学到了很多知识，知道了单相交流调压电路的组成已经触发电路的结构，知道了调压的基本原理，这对我们课堂所学的知识是个巩固和加强，让我们把课堂所学的知识真实的用到实践中，亲自动手，也增强了我们的动手能力，对我们的将来的发展起到了很好的作用。 关键字：三相交流调压电路 MATLAB 主电路 Summary The subject of this course designed is three-phase AC voltage regulator circuit design, mainly to design the main circuit and trigger circuit, trigger circuit is triggered by the main circuit in the anti-parallel thyristors to control the load voltage and current.Trigger circuit generates the trigger pulse delay angle is adjustable, adjust it to achieve by the output control.In matlab the total circuit connected with the oscilloscope output, easy and intuitive.Matlab This powerful software has brought us a lot of convenience, let us analyze the results for the design of the circuit is more clear.The curriculum we learned a lot, know the composition of single-phase AC voltage regulator circuit has been triggered circuit structure, know the basic principles of the regulator, which is the knowledge we learned in the classroom is to consolidate and strengthen, so wethe knowledge learned in the classroom practice of real use, hands-on, but also enhances our ability, our future has played a good role. Keywords: trigger circuit voltage MATLAB oscilloscope
三相交流调压电路的matlab仿真设计
黑龙江大学 课程设计说明书 学院：机电工程学院 专业：电气工程及其自动化 课程名称：电力电子技术 设计题目：三相交流调压电路（无中线）的仿真姓名： 学号： 指导教师： 成绩：
第一章三相交流调压电路的原理 (1) 1.1 实验电路 (1) 1.2 工作原理分析 (1) 第二章实验仿真 (3) 1.1参数设计 (4) 1.2 仿真结果 (5) 第三章仿真结果分析 (7) 结论 (8) 参考文献 (9)
第一章三相交流调压电路的原理1.1 实验电路 实验电路如下： 电阻性负载 Vt1 vt4 vt3 vt6 vt5 vt2 RP1 RP2 RP3 LD1 LD2 LD3 U0 I0 电 阻 电 感 性 负 载 三相交流调压实验的电路图 1.2 工作原理分析 工作原理分析，主要分析电阻负载时的情况： 1.任一相导通须和另一相构成回路，因此，和三相全控整流电路一样，电流流通路 径中有两个晶闸管，所以应采用双脉冲或宽脉冲触发。 2.三相的触发脉冲依次相差120°，同一相的两个反并联晶闸管触发脉冲应相差180°。
因此触发脉冲顺序和三相桥式全控整流电路一样，为VT1~ VT6,依次相差60°。 3.如果把晶闸管换成二极管可以看出，相电流和相电压同相位，且相电压过零食二极管 开始导通。因此把相电压过零点定为触发延迟角a 的起点，三相三线电路中，两相间导通是靠线电压导通的，而线电压超前相电压30°，因此，a角移相范围是0°~ 150°。 根据任一时刻导通晶闸管个数及半个周波内电流是否连续，可将0°-150°的移相范围分为如下三段： (1)0°≤ a < 60°：电路处于三管导通与两管导通交替，每管导通180°－a 。但a=0° 时是一种特殊情况，一直是三管导通。 (2)60°≤ a < 90°：任一时刻都是两管导通，每管的导通角都是120°。 (3)90°≤ a < 150°：电路处于两管导通与无晶闸管导通交替状态，每个晶闸管导通角 为300°－2a。而且这个导通角被分割为不连续的两部分，在半周波内形成两个断续的波头，各占150°－a。 为了保证三相交流调压电路的正常工作，其晶闸管的触发系统应满足下列要求： 1、在三相电路中至少有一相正向晶闸管与另一相反向晶闸管同时导通。 2、为了保证电路起始工作时两个晶闸管能同时导通，并且在感性负载和控制角较大时， 也能使不同相的正、反两个晶闸管同时导通，要求采用宽脉冲，或者双窄脉冲触发电路。 3、各触发信号应与相应的交流电源电压相序一致，并且与电源同步。 理想状态下不同a时负载相电压波形及晶闸管导通区间 a =30°时负载相电压波形 a =60°时负载相电压波形 第二章实验仿真 在电脑上启动MATLAB7.0，进入SIMULINK后新建文档，绘制三相交流调压系统模型，如下图所示，双击各模块，在出现的对话框设置相应的参数。
三相异步电动机的调压调速
摘要 我国工业不断发展。机械化对调速系统的性能和精度要求越来越高。实现电机调速有不少方法。研究电机调速，找出符合实际的调速方法能最大限度的节约能源，所以研究调压调速就显得很有必要。三相异步电机调压调速控制系统是一种比较简单实用的调速系统，该系统具有良好的运行、控制及经济性能，显示出巨大的发展潜力。 本设计分析了异步电机调速的原理，介绍了MATLAB的相关知识，并通过MATLAB软件分别对异步电机开环控制系统与速度反馈闭环控制系统进行了仿真。 电机调速开环控制系统调速围较小，采用速度作为负反馈的闭环控制系统解决了这个问题。使调速性能得到改善。本设计对这两种系统分别进行可分析。 关键词：三相异步电机；调压调速；控制；仿真
目录 摘要 (1) 前言 (3) 1三相异步电动机 (5) 1.1 三相异步电动机基本工作原理 (5) 1.2 异步电机的三种运行状态 (6) 1.3 转差率 (7) 2 设计方案选择及分析 (8) 2.1 三相异步电动机的调速方法 (8) 2.2 调压调速 (8) 2.3调压调速特性及其调速性能 (9) 2.3.1 闭环调压调速特性 (12) 3 基于MATLAB软件的仿真 (13) 3.1 异步电机开环调压调速系统的仿真 (13) 3.2 异步电机速度负反馈闭环调压调速系统仿真 (18) 结束语 (20) 参考文献 (21)
前言 现在社会工业化越来越体现着它的强大。工业化运行的前提是能源的有力支撑。调压调速是一种非常简单实用的调速方法。本论文对异步电机开环控制调压调速系统及速度闭环控制调压调速系统的讨论和仿真，并探讨最经济实用的调压电路。找出最合理的调速方法，实现电机平稳运行，平滑调速，既能延长电机寿命，又可以有效节约能源。在现实社会具有相当高的研究价值。 交流电动机的发明是由美国发明家特斯拉完成的，最早的交流电动机根据电磁感应原理设计，结构比起直流电动机更为简单，同时也比起只能使用在电车上的直流电动机用途更广泛，它的发明让电动机真正进入了家庭电器领域。 交流电动机问世之后，同步电动机、串激电动机、交流换向器电动机等也逐步被人们发明出来，并投入实际的生产，为人们的生活提供更多便利。电动机的发明和应用对人类来说具有极大的意义，可以说它为人类生活带来了翻天覆地的变化。 交流电动机，特别是鼠笼型异步电动机，结构简单，成本低，维护方便，而且坚固耐用，惯量小，运行可靠，对环境要求不高，因此在工农业生产中得到了极广泛的应用。其突出的优点是：电机制造成本低，结构简单，维护容易，可以实现高压大功率及高速驱动，适宜在恶劣条件下工作，并能获得和直流电机控制系统相媲美或更好的控制性能。因此，人们对交流电机的研究也越来越深入。
电工电子学实验报告_实验三_三相交流电路
一、实验目的 1.学习三相交流电路中三相负载的连接。 2.了解三相四线制中线的作用。 3.掌握三相电路功率的测量方法。 二、主要仪器设备 1.实验电路板 2.三相交流电源 3.交流电压表或万用表 4.交流电流表 5.功率表 6.单掷刀开关 7.电流插头、插座 三、实验内容 1.三相负载星形联结 按图3-2接线，图中每相负载采用三只白炽灯，电源线电压为220V。 图3-2 三相负载星形联结 (1))。 表3-1 (2)按表3-2内容完成各项测量，并观察实验中各白炽灯的亮度。表中对称负载时为每相开亮三只
表3-2 2.三相负载三角形联结 按图3-3连线。测量功率时可用一只功率表借助电流插头和插座实现一表两用，具体接法见图3-4所示。接好实验电路后，按表3-3内容完成各项测量，并观察实验中白炽灯的亮度。表中对称负载和不对称负载的开灯要求与表3-2中相同。 图3-3 三相负载三角形联结 图3-4 两瓦特表法测功率 表3-3
四、实验总结 1.根据实验数据，总结对称负载星形联结时相电压和线电压之间的数值关系，以及三角形联结时相电流和线电流之间的数值关系。 (1).星形连结： 根据表3-1，可得：星形联结情况下，不接负载时，各路之间的线电压和各分电源的相电压都分别相同，即U UV = U VW =U WU =(218+219+220)/3=219V ；U UN =U VN =U WN =127V(本次实验中这三个电压为手动调节所得)。可以计算：219/127=1.7244≈3，即：线电压为相电压的3倍，与理论相符。 根据表3-2，可得：星形联结情况下，接对称负载时，线电压不变，仍为表3-1中的数据；而相电压在有中线都为124V ，在无中线时分别为125V 、125V 、123V ，因此可认为它们是相同的。由此，得到的结论与上文相同，即：有中线时，219/124=1.7661≈3，线电压为相电压的3倍；无中线时，(125+125+123)/3=124.3，219/124.3=1.7619≈3，线电压为相电压的3倍。 综上所述，在对称负载星形联结时，不论是否接上负载(这里指全部接上或全部不接)、是否有中线，线电压都为相电压的3倍。 (2).三角形联结 2.根据表3-2的数据，按比例画出不对称负载星形联结三相四线制(有中线)的电流向量图，并说明中线的作用。 3.根据表3-3的电压、电流数据计算对称、不对称负载三角形联结时的三相总功率，并与两瓦特表法的测量数据进行比较。 根据本实验电路，可知负载电路均为电阻性，不对电流相位产生影响，因此功率因素为1，由此，可得：P= I UV ×U UV ＋I VW ×U VW ＋I WU ×U WU 因而据表3-3得： 不对称负载星形联结三相四线制(有中线)电流向量 图如左图所示，根据I U +I V +I W =I N ，且根据对称关系三个 相电流之间的夹角各为120o，因而根据几何关系画出I N 。 可见，I N 在数值的大小上和三个相电流并不成线性关系， 而在角度(相位)上也没有直观的规律。这是因为I N 是由三 个互成120o的相电流合成的电流，是矢量的，与直流电 路的电流有很多不同性质，因而要讲大小与方向结合计算 才有意义。 中线的作用：由左图可知，在不对称负载星形联结(有 中线)电路中，中线电流不为0，因而如若去掉中线必会 改变电路中电流的流向，导致各相负载电压不同(即表3-2 中不对称且无中线的情况)，这时部分负载可能会由于电 流过大而烧毁。因此中线起到了电路中作为各相电流的回 路的作用，能够保证各相负载两端的电压相同(据表3-2 也可看出)，就能够保证负载正常运行，不致损坏。因此 中线在星形联结中是至关重要的，因而在通常的生产生活 中的星形联结三相电路都是有中线的。
三相晶闸管交流调压电路的设计与仿真
目录 1设计任务及分析 0 1.1 电路设计任务 0 1.2 电路设计的目的 0 2.1 主电路的原理分析 (1) 3 MATLAB建模与仿真 (4) 3.2 参数设置 (5) 3.3 仿真结果及分析 (6) 总结 (7) 参考文献 (8)
三相晶闸管交流调压电路的设计与 仿真 1设计任务及分析 1.1 电路设计任务 （1）用simulink设计系统仿真模型；能够正常运行得到仿真结果。 （2）比较理论分析结果与仿真结果异同，总结规律。 （3）设计出主电路结构图和控制电路结构图。 （4）根据结构图设计出主电路图和控制电路图，对主要器件进行选型。 1.2 电路设计的目的 电力电子装置及控制是我们大三下学期学的一门很重要的专业课，课本上讲了很多电路，比如各种单相可控整流电路，斩波电路，电压型逆变电路，三相整流电路，三相逆变电路，等各种电路，通过对这些电路的学习，让我们知道了如何将交流变为直流，又如何将直流变为交流。并且通过可控整流调节输出电压的有效值，以达到我们的目的。而本次三相交流调压电路的设计与仿真，我们需要用晶闸管的触发电路来实现调节输入电压的有效值，然后加到负载上。本次课程设计期间，我们自己通过老师提供的Matlab仿真技术的资料和我们在网上搜索相关的资料，到图书馆查阅书籍，以及同学之间的相互帮助，让我们学到了很多知识。通过对主电路的设计与分析，对晶闸管触发电路的设计与分析，了解了他们的工作原理，知道了该电路是如何实现所要实现的功能的，把课堂所学知识运用起来，使我更能深刻理解所学知识，这让我受益匪浅。通过写课程设计报告，电路的设计，提高了我的能力，为我以后的毕业设计以及今后的工作打下了坚实的基础。 2 主电路的设计
三相交流电路-电工电子学实验报告
实验报告 课程名称：电工电子学指导老师：张伯尧成绩：___ _实验名称：三相交流电路 一、实验目的和要求二、实验设备 三、实验内容四、实验结果 五、心得 一、实验目的 一、实验目的 1．学习三相交流电路中三相负载的连接。 2．了解三相四线制中线的作用。 3. 掌握三相电路功率的测量方法。 二、主要仪器设备 1. 实验电路板 2. 三相交流电源（220V） 3. 交流电压表或万用表 4. 交流电流表 5. 功率表 6. 单掷刀开关 7. 电流插头、插座 三、实验内容 1. 三相负载星形联结 按图1接线，图中每相负载采用三只白炽灯，电源线电压为220V。 图1
1) 测量三相四线制电源各电压（注意线电压和相电压的关系）。 U UV/V U VN/V U WU/V U UN/V U VN/V U WN/V 217．0218．0217．0127．0127.0127.3 2)按表2内容完成各项测量，并观察实验中各电灯的亮度。表中对称负载时为每相开亮三 只灯；不对称负载时为U相开亮1只灯，V相开亮2只灯，W相开亮3只灯。 测量值 负载情况相电压相电流中线电 流 中点电 压 U UN’/V U VN’/ V U WN’/ V I U/A I V/A I W/A I N/A U N’N/V 对称负载有中线1241241240.2630.2630.26500无中线126.1126.8126.50.2630.2630.2660 1.1 不对称负载有中线1241251240.0920.1760.2660.1560无中线168144770.1050.1880.216051.9 2. 三相负载三角形联结 按图2接线。测量功率时可用一只功率表借助电流插头和插座实现一表两用，具体接法见图3所示。接好实验电路后，按表3内容完成各项测量，并观察实验中电灯的亮度。 表3中对称负载和不对称负载的开灯要求与表2中相同。 三相负载三角形联结记录数据