励磁控制系统的仿真

电力系统自动化仿真实验报告

实验一：励磁自动控制系统仿真

（一）普通励磁自动控制系统仿真

励磁控制系统主要由励磁机、发电机、电压测量比较单元、综合放大单元、功率放大单元等组成。

励磁控制系统框图：

以上的放大单元分别取值为10、30、60，得到的曲线依次为： （1）放大单元值为10时

0246810

0.20.40.60.811.21.4

（2）放大单元值为30时

0246810

0.20.40.60.811.21.4

（3）放大单元值为60时

0246810

0.20.40.60.811.21.4

1.6

综以上图形，随着放大系数的增大，发电机电压与给定电压之间的误差在逐渐减小，但随着放大系数的增大系统的动态系能会变差，出现一定的振荡。

（二）加入PID 励磁自动控制系统仿真 励磁控制系统框图：

（1）放大单元值为10

时

0246810

0.20.40.60.811.21.4

（2）放大单元值为30时

0246810

0.20.40.60.811.2

1.4

（3）放大单元值为60时

0246810

0.20.40.60.811.2

1.4

以上PID 模块的控制参数分别设置为：Kp ，Ki ，Kd 分别设置为1，0.1，0.15。

经过PID 校正后，由以上两种情况的图形对比知，调节时间与振荡次数较未校正前都有所减少。所以增设PID 校正后提高了系统的快速性和平稳性，提高了系统的性能。

二、三相桥式整流电路仿真 带阻感性负载的仿真

根据晶闸管三相桥式整流电路的结构，在模型窗口建立主电路仿真模型，绘制加入同步装置和脉冲触发器等的三相桥式整流系统模型如下图所示。

Continuous powergui

i +-

ia2

i +-ia1

i +-

ia

i +-

i

v +-

Vca

Vc

v

+

-Vbc

Vb v

+-Vab

Va v +-V

g A B C

+

-Universal Bridge

alpha_deg

AB BC CA Block

pulses

Synchronized 6-Pulse Generator

Scope

RL

90Constant1

0Constant

交流电压源的参数设置, 三相电源的相位互差120，设置交流峰值电压为220V ，频率为50HZ 。负载参数的设置,R=10欧姆，L=10mh, C=inf.常数模块, 该模块只有一个输出端，所以只要改变参数对话框的数值的大小，即可改变触发信号的控制角。

仿真/参数窗口中，选择ODE23S 仿真算法，仿真时间为0~0.05S ，将相误差设置为1e-3(1*10-3)，开始仿真时间为0，停止时间为0.02。其它参数为默认值。当移相控制角从0~120°变化时整流器输入 的ｉa & i b & i c,负载电压，负载电流，同步脉冲触发器输出的脉冲.

仿真波形结果如下图所示:

(1) a=0°时的输出波形

-5000500

-50050

00.51

0200

400

00.010.020.030.040.05

2040

(2) a=30°时的输出波形

-5000500

-50050

00.51

0200

400

00.010.020.030.040.05

2040

(3) a=60°时的输出波形

-5000500

-50050

00.51

0200

400

00.010.020.030.040.05

2040

(3) a=90°时的输出波形

-5000500

-50050

00.51

0200

400

00.010.020.030.040.05

2040