(完整word版)直流可逆调速系统的仿真(word文档良心出品).doc

湖北理工学院《计算机仿真技术》考试答卷设计名称：直流可逆调速系统的仿真专业：电气工程及其自动化班级：200级电气本（）班学号：学生姓名：湖北理工学院电气学院直流可逆调速系统的仿真直流电动机的可逆运行需要电动机产生的正向和反向转矩，由电动机转矩公式可知，改变转矩的方法有两种：一是改变电机的励磁的方向；二是改变电枢电流的方向，本课题主要讨论电枢可逆的方案。在晶闸管-直流电动机系统中，因为晶闸管整流器的单向导电性，不能产生反向电流，因此在晶闸管-直流电动机可逆系统中，需要将两套整流器反向并联给电动机供电（见图1），图中一套整流器向电动机提供正向电流，称为正组整流器VF；一套整流器向电动机提供反向电流，称为反组整流器VR。由于，两组整流器反并联，两组整流器的工作状态就有几种情况。两组整流器都同时工作于整流状态。在这种状态下两组整流器的输出电压将顺向连接，会产生很大的环流（指不经过电机，而在两组整流器中流通的电流），这是不允许的的工作状态。一组整流器工作在整流状态，其控制角为；另一组整流器工作在逆变状态，且。如果，则两组整流器的平均电压相等，没有直流环流，但由于两组整流器的输出瞬时电压仍可能不相等，还会产生瞬时脉动环流。如果<,则整流器输出的平均电压大于逆变组输出平均电压，则两组整流器间既有直流环流也会有瞬时脉动环流。如果>，则整流器输出的平均电压小于逆变组输出平均电压，不会产生直流环流，但会产生脉动环流。这几种情况统称为配合控制的有环流可逆系统。在一组整流器工作时（无论工作在整流还是逆变状态），另一组整流器不给触发脉冲，则整流器不会导通,即处于封锁状态，这时两组整理器之间不可能有环流通路，即不会产生直流，环流也不会产生脉动环流，采用这种控制模式的可逆系统称为无环流可逆系统。图1可逆调速系统两组整流器的连接配合控制的有环流可逆调速系统配合控制的有环流可逆调速系统工作原理配合控制的有环流可逆调速系统的电气原理图如图2所示。图中主电路由两组三相桥式晶闸管全控型整流器反并联组成，并共用同一路三相电源。由于采用配合控制方式，在两组整流器之间没有直流环流，但还存在脉动环流，在主电路中串入了4个均衡电抗器,用于限制脉动环流。平波电抗器用于减小电动机电枢电流的脉动，减小电枢电流的续断区，改善电动机的机械特性。系统的控制部分采用了转速和电流双闭环控制。由于可逆调速电流的反馈信号不仅要反应电枢电流的大小还需要反应电枢电流的方向，因此电流反馈一般用直流电流互感器或霍尔电流检测器，在电枢端取电流信号。为了确保两组整流器的工作状态相反，电流调节器的输出分两路：一路经正组桥触发器GTF控制正组桥镇流器VF；另一组经倒相器AR、反组桥触发器GTF控制反组桥镇流器VR。图2配合控制的有环流可逆调速系统的电气原理图系统的启动和运行过程中，在突加给定信号为正时，正组桥工作于整流状态，反组桥VF工作在逆变状态，由于正组桥向电动机提供正向电流，电动机经过电流上升、恒流升速和转速调节三个阶段后，进入正转稳定运行阶段，反组桥VR仅有少量脉动环流流过。在突加给定信号为负时，正组桥工作于逆变状态，反组桥VF工作在整流状态，由于正组桥向电动机提供反向电流，电动机经过电流上升、恒流升速和转速调节三个阶段后，进入反转稳定运行阶段，而正组桥VR仅有少量脉动环流流过。可逆系统的特点在反转制动过程，电动机反转需要改变转矩的方向，由可知，改变转矩的方向即需要改变电枢电流的方向，由于电枢回路存在着电感，电枢电流的流向改变则要经历电流的下降和反向电流建立和上升过程。由于电感是储能元件，电感储能与电流有关,因此电流下降就意味着电感储能的释放，电流上升就意味着电感储能的增加。因此，电动机的反转制动过程可以分为本桥逆变、反接制动（反向建流）、和回馈制动三个主要阶段，现在以正转到反转的过程给予说明。本桥逆变。这个阶段里，正转回路的电感释放能量，正向电流下降到零，电动机转速基本不变。当转速给定由正变负时，转速调节器的输出即是电流调节的输入改变极性，从而电流调节器的的输出改变符号，使正组桥从整流器改变为逆变状态，反组桥从逆变状态改变为整流状态。反接制动。当电动机正向电流下降到零后，电感反电动势作用消失，处于整流状态的反组整流器开始输出电流，电枢电流开始反向，由于整流器输出电压与电动机方电动势的方向相同，电动机处于反接制动状态，电流上升很快。在这个阶段，电动机的转速开始下降，反向电路开始上升，正组整流器同样不能通过反向电流，除少量脉动环流外，没有负载电流通过，处于待逆变状态，电感储能开始增加。回馈制动。在反接制动的阶段中，由于电流上升很快，当电流反馈大于电流给定值时,Uc改变极性使正组整流器处于整流状态，返祖整流器处于逆变状态。这时由于电枢反电动势与整流器输出电压方向相反，且电枢反电动势大于整流器输出电压，这时回