1、 课课 程程 设设 计计 课程名称 _ 功率电子学功率电子学 题目名称 晶闸管直流调速的系统 参数和环节特性的测定 学生学院 专业班级 学 号 学生姓名 指导教师 _ 晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定 一、实验目的 （1） 熟悉晶闸管直流调速系统的组成及其基本结构。 （2） 掌握晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。 二、实验原理 晶闸管直流调速系统由整流变压器、晶闸管整流调速装置、平波电抗器、电 动机-发动机组等组成。 在本实验中，整流装置扩电路为三相桥式电路，控制电路可直接由给定电压 Ug作为触发口碑 移相控制电压 Uct，改变 Ug的大小即
2、可改变控制角，从而 获得可调直流电压，以满足实验要求。实验系统组成原理如图 1.0 所示。 图 1.0 晶闸管直流调速试验系统原理图 三、实验内容 （1） 测定晶闸管直流调速系统主电路总电阻值 R。 （2） 测定晶闸管直流调速系统主电路电感值 L。 （3） 测定直流电动机-直流发电机-测速发电机组的飞轮惯量 GD2。 （4） 测定晶闸管直流调速系统主电路磁时间常数 Td。 （5） 测定直流电动机电势常数 Ce 和转矩常数 CM。 （6） 测定晶闸管直流调速系统机电时间常数 TM。 （7） 测定晶闸管触发及整流装置我 Ud=f(Uct)。 （8） 测定测速发电机特性 UTG=f(n)。 四、实验
3、仿真 晶体管直流调速实验系统原理图如图 A 所示。该系统由给定信号、同步脉 冲触发器、晶闸管整流桥、平波电抗器、直流电动机等部分组成。图 1.1 是采用 面向电气原理图方法构成的晶闸管直流调速系统的仿真模型。 下面介绍各部分的 建模与参数设置过程。 图 1.1 晶闸管开环直流调速的仿真模型 1.系统的建系统的建模与参数设置模与参数设置 系统的建模包括主电路的建模与控制电路的建模两部分。 （1）主电路的建模与参数设置主电路的建模与参数设置 由图 1.1 可见，开环直流调速系统的主电路由三相对称交流电压器、晶闸管 整流桥、平波电抗器、直流电动机等部分组成。由于同步脉冲触发器与晶闸管三 流桥是不可分
4、割的两个环节，通常作为一个组合体来讨论，所以将触发器归到主 电路来建模。 三相对称交流电压源的建模和参数设置。首先从电源模块组中选取一个 交流电压源模块，再用复制的方法得到三相电源的另两个电压源模块，并用模块 标题名称修改方法将模块标签分别改为“A 相” 、 “B 相” 、 “C 相” ，然后从连接 器模块组中选取“Ground”元件和“BusBar”元件，按图 1.0 主电路进行连接。 为了得到三相对称交流电压源，其参数设置方法及参数设置如下。 双击 A 相交流电压源图标，打开电压源参数设置对话框，在 A 相交流电源 参数设置中，幅值取 220V，初相位设置成 0 度，频率为 50HZ,其他
5、为默认值， 如图 2 所示。B、C 相交流电源参数设置方法与 A 相基本相同，除了将初相位设 置成互差 120 度外，其他参数与 A 相相同。由此可得到三相对称交流电源。 晶闸管整流桥建模和参数设置。 首先从电力电子模块组中选取 “Universal Bridge”模块，并将模块标签改为“晶闸管整流桥” ，然后双击模块图标，打开 SCR 整流桥参数设置对话框，参数设置如图 3 所示。当采用三相整流桥时，桥 臂数取 3， A、B、 C 三相交流电源接到整流桥输入端， 电力电子元件选择晶闸管。 参数设置的原则如下，如果是针对某个具体的变流装置进行参数设置，对话框中 的 Rs、Cs、Ron、Lon、
6、Vf应取该装置中的晶闸管元件的实际值，如果是一般情 况，不针对某个具体的变流装置，这些参数可先取默认值进行仿真。若仿真结果 理想，就可认可这些设置的参数，若仿真结果不理想，则通过仿真实验，不断进 行参数优化， 最后确定其参数。 这一参数设置的原则对其他环节参数设置也适用。 图 1.2 A 相电源参数设置 图 1.3 SCR 整流桥参数设置 平波电抗器的建模与参数设置。首先从元件模块组中选取“Series RLC Branch”模块，并将模块标签改为“平波电抗器” ，然后打后平波电抗器参数设 置的对话框，参数设置如图 1.4 所示，平波电抗器的电感值是通过仿真之实验比 较后得到的优化参数。 直流电动机建模与参数设置。首先从电动机系统模块组中选取“DC Machine” 模块， 并将模块标签改为 “直流电动机” 。 直流电动机的励磁绕组 “F+-F-” 接直流 恒定励磁电源，励磁电源可从电源模块组中选取直流电压源模块，并将 电压参数设置为 220V，电枢绕组“A+-A-”经平波
