双闭环三相异步电机调压调速系统实验报告
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r2 r2+Rs1 r2+Rs2 r2+Rs3sm sm1 sm2 s Tem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。
2.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。
3.双闭环异步电机调压调速系统的机械特性。
转子变电阻时的机械特性:3.三相异步电机的调速方法三种类型: 转差功率消耗型: 调压、变电阻等调速方式, 转速越低, 转差功率消耗越大。
转差功率馈送型: 控制绕线转子异步电机的转子电压, 利用转差功率可实现调节转速的目的。
如串级调速。
转差功率不变型：转差功率很小, 而且不随转速变换, 如改变磁极对数调速, 变频调速。
1）定子调压调速当负载转矩一定时, 随着电机定子电压的降低, 主磁通减少, 转子感应电势减少, 转（2）空载电压为200V时n/(r/min) 1281 1223 1184 1107 1045I G/A 0.10 0.11 0.12 0.13 0.13U G/V 182 179 176 166 157 M/(N·m) 0.2265 0.2458 0.2636 0.2814 0.28312.闭环系统静特性n/(r/min) 1420 1415 1418 1415 1416 1412I G/A 0.11 0.14 0.16 0.19 0.21 0.26U G/V 203 200 201 200 200 199 M/(N·m) 0.2394 0.2795 0.3080 0.3777 0.3496 0.4482 静特性曲线:3.与开环机械特性比较, 闭环静特性比开环机械特性硬得多, 且随着电压降低, 开环特性越来越软。
电力拖动自动控制系统实验报告
电力拖动自动控制系统实验报告令狐采学实验一双闭环可逆直流脉宽调速系统一，实验目的：1.掌握双闭环可逆直流脉宽调速系统的组成、原理及各主要单元部件的工作原理。
2.熟悉直流PWM专用集成电路SG3525的组成、功能与工作原理。
3.掌握双闭环可逆直流脉宽调速系统的调试步骤、方法及参数整定。
二，实验内容：1.PWM控制器SG3525的性能测试。
2.控制单元调试。
3.测定开环和闭环机械特性n=f(Id)。
4.闭环控制特性n=f(Ug)的测定。
三．实验系统的组成和工作原理图6—10 双闭环脉宽调速系统的原理图在中小容量的直流传动系统中，采用自关断器件的脉宽调速系统比相控系统具有更多的优越性，因而日益得到广泛应用。
双闭环脉宽调速系统的原理框图如图6—10所示。
图中可逆PWM 变换器主电路系采用MOSFET 所构成的H 型结构形式，UPW 为脉宽调制器，DLD 为逻辑延时环节，GD 为MOS 管的栅极驱动电路，FA 为瞬时动作的过流保护。
脉宽调制器UPW 采用美国硅通用公司（Silicon General ）的第二代产品SG3525，这是一种性能优良，功能全、通用性强的单片集成PWM 控制器。
由于它简单、可靠及使用方便灵活，大大简化了脉宽调制器的设计及调试，故获得广泛使用。
四．实验设备及仪器1．MCL 系列教学实验台主控制屏。
TAUUi ASR ACR UPW DLD GD PWMFA GM＋＋ TGM2．MCL—18组件（适合MCL—Ⅱ)或MCL—31组件（适合MCL—Ⅲ）。
3．MCL—10组件或MCL—10A组件。
4．MEL11挂箱5．MEL—03三相可调电阻（或自配滑线变阻器）。
6．电机导轨及测速发电机、直流发电机M01（或电机导轨及测功机、MEL—13组件。
7．直流电动机M03。
8．双踪示波器。
五．注意事项1．直流电动机工作前，必须先加上直流激磁。
2．接入ASR构成转速负反馈时，为了防止振荡，可预先把ASR的RP3电位器逆时针旋到底，使调节器放大倍数最小，同时，ASR的“5”、“6”端接入可调电容（预置7μF）。
2013 运动控制(一)实验指导书
运动控制系统实验指导书实验一不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究一．实验目的1．研究晶闸管直流电动机调速系统在反馈控制下的工作。
2．研究直流调速系统中速度调节器ASR的工作及其对系统静特性的影响。
3．学习反馈控制系统的调试技术。
二．实验系统组成及工作原理采用闭环调速系统，可以提高系统的动静态性能指标。
转速单闭环直流调速系统是常用的一种形式。
实验图1一1所示是转速单闭环直流调速系统的实验线路图。
实验图1一1转速单闭环直流调速系统图中电动机的电枢回路由晶闸管组成的三相桥式全控整流电路V供电，通过与电动机同轴刚性连接的测速发电机TG检测电动机的转速，并经转速反馈环节FBS分压后取出合适的转速反馈信号U n，此电压与转速给定信号U*经速度调节器ASR综合调节，ASR的输出作为移相触发器GT的控制电n压U ct，由此组成转速单闭环直流调速系统。
图中DZS为零速封锁器，当转速给定电压U*和转速反馈电压U n均为零时，DZS的输出信号使转速调节n器ASR锁零，以防止调节器零漂而使电动机产生爬行。
三、实验设备及仪器1．教学实验台。
2．直流电动机。
3．双踪示波器。
四．实验内容1．求取调速系统在无转速负反馈时的开环工作机械特性。
调节给定电压U g，使直流电机空载转速n o=1500转／分，调节直流发电机负载电阻，在空载至额定负载的范围内测取5-6点，读取整流装置输出调整转速变换器RP电位器，使被测电动机空载转速n0=1500转／分，调节ASR的调节电容以及反馈电位器，使电机稳定运行。
调节直流发电机负载电阻，在空载至额定负载范围内测取5－6点，读3．测取调速系统在带转速负反馈时的无静差闭环工作的静特性a．接积分电容器，可预置7uF,使ASR成为PI（比例一积分）调节器。
b．调节给定电压U g，使电机空载转速n o=1500转／分。
在额定至空载五．注意事项1．直流电动机工作前，必须先加上直流激磁。
3．测取静特性时，须注意主电路电流不许超过电机的额定值（1A）。
131-实验 实训 实习-实验 双闭环调速系统的分析与测试
实验 双闭环三相晶闸管全控桥式整流直流调速系统的调试一、实验目的1、理解双闭直流调速系统的结构特点，工作原理和保护环节的作用。
2、掌握双闭环直流调速系统的各单元的联接。
3、学会双闭环直流调速系统的调试、性能分析和故障排除。
二、实验设备1、高自EDA-1型电力电子实验装置2、万用表3、双踪示波器4、滑动变阻器5、隔离变压器6、直流电动机机组三、应用到的实验仪模块电路1、三相功率变压器 三相同步变压器2、三相晶闸管全（半）控桥（零）式整流电路3、三相晶闸管集成触发电路4、电流调节器与速度调节器5、仪表单元四、实验电路与工作原理1、主电路见图1。
2、整流变压器及同步变压器电路见图2。
3、S3B三相集成触发电路见图3，以上电路的工作原理见：“三相晶闸管全控桥式整流电路及三相集成触发电路的研究”实验。
4、电流调节器和速度调节器见图4。
1）图中运放器U1B构成的电路为电流调节器，它是在比例积分调节器的基础上，增加了一个100K的反馈电阻，有利电流环的稳定。
它输出的电压的极性为正，8.2V稳压管为正向限幅。
2）图中运放器U1A构成的电路为速度调节器，它是比例积分调节器与惯性调节器的综合，也是为了增加缓冲作用和速度环的稳定。
它输出电器的极性为负，82V稳压管上反向限幅，其给定电压为0-8V。
在运放器输入端还设置了一个由-12V电压，2MΩ和5.1KΩ电阻组成的分压电路，提供了一个-0.03V负偏置电压，以防止干扰信号引起误差动作。
3）图中运放器U1C反相器（输出电压极性为负），它与8.2V稳压管，2KΩ电阻及+12V电源为触发电路提供0→8.2V的稳定电压。
4）图中I1，I2和I3为三相电流互感器的输出。
它们经三相桥式整流后成为电流反馈的直流信号。
此信号经阻容滤波后，送往运放器U2A的输入端，U2A为一惯性调节器，它输出的电流信号的极性为正，与速度调节输出的负极性电压比较，构成负反馈，送往电流调节器。
5）与此同时，由惯性调节器输出的电流信号，还送往由运放器U2B构成的比较器的（+）端，与+12V电源，15K欧及RP7电阻构成的基准电压（比较器的（-）端）去进行比较。
双闭环三相异步电动机调压调速的系统设计与仿真课程设计模板
第1章绪论1.1 双闭环三相异步电动机调压调速系统旳原理和构成调压调速即通过调整通入异步电动机旳三相交流电压大小来调整转子转速旳措施。
理论根据来自异步电动机旳机械特性方程式：其中，p为电机旳极对数；w1为定子电源角速度；U1为定子电源相电压；R2’为折算到定子侧旳每相转子电阻；R1为每相定子电阻；L11为每相定子漏感；L12为折算到定子侧旳每相转子漏感；S为转差率。
图1-1 异步电动机在不一样电压旳机械特性由电机原理可知，当转差率s基本保持不变时，电动机旳电磁转矩与定子电压旳平方成正比。
因此，变化定子电压就可以得到不一样旳人为机械特性，从而到达调整电动机转速旳目旳1.2 双闭环三相异步电动机调压调速系统旳工作原理系统主电路采用3个双向晶闸管，具有体积小。
控制极接线简朴等长处。
A.B.C为交流输入端，A 3.B3.C3为输出端，接向异步电动机定子绕组。
为了保护晶闸管，在晶闸管两端接有阻容器吸取装置和压敏电阻。
控制电路速度给定指令电位器BP1所给出旳电压，经运算放大器N构成旳速度调整器送入移相触发电路。
同步，N还可以得到来自测速发电机旳速度负反馈信号或来自电动机端电压旳电压反馈信号，以构成闭环系统，提高调速系统旳性能。
移相触发电路双向晶闸管有4种触发方式。
本系统采用负脉冲触发，即不管电源电压在正半周期还是负半周期，触发电路都输出负得触发脉冲。
负脉冲触发所需要旳门极电压和电流较小，故轻易保证足够大旳触发功率，且触发电路简朴。
TS是同步变压器，为保证触发电路在电源正负半波时都能可靠触发，又有足够旳移相范围，TS采用DY11型接法。
移相触发电路采用锯齿波同步方式，可产生双脉冲并有强触发脉冲电源（+40V）经X31送到脉冲变压器旳一次侧第2章双闭环三相异步电动机调压调速系统旳设计方案2.1 主电路设计调压电路变化加在定子上旳电压是通过交流调压器实现旳。
目前广泛采用旳交流调压器由晶闸管等器件构成。
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旳大小来调整加到定子绕组两端旳端电压。
双闭环三相异步电动机调压调速心得体会
双闭环三相异步电动机调压调速心得体会
双闭环三相异步电动机调压调速是一种常见的控制技术，用于实现电动机的精确调节和控制。
通过对电动机的调压和调速，可以在不同的负载和工况下实现电动机的高效运行。
在实践中，我总结了一些关键的心得体会：
1. 理论基础：熟悉电动机的基本原理和工作特性是掌握调压调速技术的前提。
了解电动机的构造、转矩特性、绕组和定子的连接，可以更好地理解调压调速的原理和实现方式。
2. 控制策略：在双闭环控制中，内环控制是电流控制，外环控制是速度或转矩控制。
合理选择控制策略和参数调节方法，可以实现电动机的稳定运行和响应速度的提高。
3. 传感器选择：准确感知电动机的状态是实现调压调速的前提。
选择合适的传感器（如电流传感器、速度传感器）能够提供准确的反馈信号，为控制系统提供准确的输入。
4. 控制器设计：根据系统需求和控制策略选择合适的控制器。
PID控制器是常用的控制器类型，但根据实际情况可能需要采用其他控制算法。
5. 运行监测：定期对电动机进行运行监测，观察调压调速系统的性能和稳定性，及时发现和解决问题，确保电动机的正常运行。
需要注意的是，实施调压调速技术时，应遵守相关的安全操作规程，确保工作环境安全，避免事故发生。
《电力拖动自动控制系统》实验指导书(自编)-(2)
《电力拖动自动控制系统》实验指导书(自编)-(2)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1《电力拖动自动控制系统》实验指导书昆明理工大学信自学院自动化系2005年9月目录实验须知----------------------------------------------------------------------2实验一系统调试-----------------------------------------------------------3实验二参数测试-----------------------------------------------------------9实验三双闭环系统的静特性研究-------------------------12实验四双闭环调速系统动特性研究----------------------------------15实验五逻辑无环流可逆调速系统的研究----------------------------17实验六错位选触无环流可逆系统-------------------------------------22实验七双闭环三相异步电动机调压调速系统----------------------26实验八双闭环三相绕线型异步电动机串级调速系统-------------29附录1双闭环不可逆直流调速系统主电路和控制电路连线图--32附录2逻辑无环流直流可逆调速系统主电路和控制电路连线图--33实验须知实验课是教学中的重要环节之一，通过实验，是理论联系实际，加深理解和巩固所学的有关理论知识，培养、锻炼和提高对实际系统的调试和分析、解决问题的能力，同时通过实验也培养严谨的科学态度和良好的作风，以达到工程技术人员应有的本领，因此要求每个学生不必须认真对待实验课，要求作到：一：实验前预习，要求：1、了解所有实验系统的工作原理2、明确实验目的，各项实验内容、步骤和做法3、拟定实验操作步骤，画出实验记录表格。
双闭环直流调速系统的设计与仿真实验报告
双闭环直流调速系统的设计与仿真实验报告一、系统结构设计双闭环直流调速系统由两个闭环控制组成，分别是速度子环和电流子环。
速度子环负责监测电机的转速，并根据设定值与实际转速的误差，输出电流指令给电流子环。
电流子环负责监测电机的电流，并根据电流指令与实际电流的误差，输出电压指令给电机驱动器，实现对电机转速的精确控制。
二、参数选择在进行双闭环直流调速系统的设计之前，需选择合适的控制参数。
根据实际的电机参数和转速要求，确定速度环和电流环的比例增益和积分时间常数等参数。
同时，还需根据电机的动态特性和负载特性，选取合适的速度和电流传感器。
三、控制策略速度子环采用PID控制器，通过计算速度误差、积分误差和微分误差，生成电流指令，并传递给电流子环。
电流子环也采用PID控制器，通过计算电流误差、积分误差和微分误差，生成电压指令，并输出给电机驱动器。
四、仿真实验为了验证双闭环直流调速系统的性能，进行了仿真实验。
首先，通过Matlab/Simulink建立双闭环直流调速系统的模型，并设置不同转速和负载条件，对系统进行仿真。
然后，通过调整控制参数，观察系统响应速度、稳定性和抗干扰性等指标的变化。
五、仿真结果分析根据仿真实验的结果可以看出，双闭环直流调速系统能够实现对电机转速的精确控制。
当系统负载发生变化时，速度子环能够快速调整电流指令，使电机转速保持稳定。
同时，电流子环能够根据速度子环的电流指令，快速调整电压指令，以满足实际转速的要求。
此外，通过调整控制参数，可以改善系统的响应速度和稳定性。
六、总结双闭环直流调速系统是一种高精度的电机调速方案，通过双重反馈控制实现对电机转速的精确控制。
本文介绍了该系统的设计与仿真实验，包括系统结构设计、参数选择、控制策略及仿真结果等。
仿真实验结果表明，双闭环直流调速系统具有良好的控制性能，能够满足实际转速的要求。
双闭环直流调速系统课程设计报告
1双闭环直流调速系统课程设计报告第一章主电路设计与参数计算调速系统方案的选择因为电机上网容量较大又要求电流的脉动小应采纳三相全控桥式整流电路供电方案。
电动机额定电压为220V 为保证供电质量应采纳三相减压变压器将电源电压降低。
为防止三次谐波电动势的不良影响三次谐波电流对电源的扰乱。
主变压器采纳 A/D 联络。
因调速精度要求较高应采纳转速负反应调速系统。
采纳电流截止负反应进行限流保护。
出现故障电流时过电流继电器切断主电路电源。
为使线路简单工作靠谱装置体积小宜采纳 KJ004 构成的六脉冲集成触发电路。
该系统采纳减压调速方案故励磁应保持恒定励磁绕组采纳三相不控桥式整流电路供电电源可从主变压器二次侧引入。
为保证先加励磁后加电枢电压主接触器主触点应在励磁绕组通电后方可闭合同时设有弱磁保护环节电动机的额定电压为 220V 为保证供电质量应采纳三相减 2 压变压器将电源电压降低为防止三次谐波电动势的不良影响三次谐波电流对电源的扰乱主变压器采纳D/Y 联络。
1.1 整流变压器的设计 1.1.1 变压器二次侧电压U2 的计算U2 是一个重要的参数选择过低就会没法保证输出额定电压。
选择过大又会造成延迟角α加大功率因数变坏整流元件的耐压高升增添了装置的成本。
一般可按下式计算即BAUUd2.112 1-1 式中 A-- 理想状况下α0°时整流电压 Ud0 与二次电压U2 之比即AUd0/U2B-- 延缓角为α时输出电压Ud 与 Ud0 之比即BUd/Ud0 ε——电网颠簸系数系数依据设计要求采纳公式11.2——考虑各样因数的安全BAUUd2.112 1-3由表查得A2.34 取ε 0.9 角α考虑 10°裕量则Bcosα 0.985222011.21061272.340.90.985UV 取 U2120V 。
电压比KU1/U2380/1203.2 。
1.1.2 一次、二次相电流 I1 、I2 的计算由表查得 KI10.816 KI20.816 考虑变压器励磁电流得取1.1.3 变压器容量的计算S1m1U1I1 1-4 S2m2U2I2 1-5S1/2S1S2 1-6 式中 m1、m2 -- 一次侧与二次侧绕组的相数表查得 m13m23 S1m1U1I13× 380×1415.6KVA由S2m2U2I23×110×44.914.85 KVA考虑励磁功率LP220×1.60.352kW 取 S15.6kvA 1.2 晶闸管元件的选择晶闸管的额定电压晶闸管实质蒙受的最大峰值电压TNU 乘以 23 倍的安全裕量参照标准电压等级即可确立晶闸管的额定电压 TNU 即 TNU 23mU 整流电路形式为三相全控桥查表得26UUm 则223236236110539808TNmUUUV 3-7 取晶闸管的额定电流选择晶闸管额定电流的原则是一定使管子同意经过的额定电流有效值TNI 大于实质流过管子电流最大有效值TI8 即 4 TNI 1.57AVTITI 或AVTI57.1TI57.1TIddIIKdI 1-8 考虑 1.52 倍的裕量AVTI1.52KdI 1-9 式中KTI/1.57dI-- 电流计算系数。
直流电机调速系统实验
第一章直流电机调速系统实验实验一单闭环不可逆直流调速系统实验一、实验目的(1)了解单闭环直流调速系统的原理、组成及各主要单元部件的原理。
(2)掌握晶闸管直流调速系统的一般调试过程。
(3)认识闭环反馈控制系统的基本特性。
二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理为了提高直流调速系统的动静态性能指标，通常采用闭环控制系统(包括单闭环系统和多闭环系统)。
对调速指标要求不高的场合，采用单闭环系统，而对调速指标较高的则采用多闭环系统。
按反馈的方式不同可分为转速反馈，电流反馈，电压反馈等。
在单闭环系统中，转速单闭环使用较多。
在本装置中，转速单闭环实验是将反映转速变化的电压信号作为反馈信号，经“转速变换”后接到“速度调节器”的输入端，与“给定”的电压相比较经放大后，得到移相控制电压U ct，用作控制整流桥的“触发电路”，触发脉冲经功放后加到晶闸管的门极和阴极之间，以改变“三相全控整流”的输出电压，这就构成了速度负反馈闭环系统。
电机的转速随给定电压变化，电机最高转速由速度调节器的输出限幅所决定，速度调节器采用P（比例）调节对阶跃输入有稳态误差，要想消除上述误差，则需将调节器换成PI(比例积分)调节。
这时当“给定”恒定时，闭环系统对速度变化起到了抑制作用，当电机负载或电源电压波动时，电机的转速能稳定在一定的范围内变化。
在电流单闭环中，将反映电流变化的电流互感器输出电压信号作为反馈信号加到“电流调节器”的输入端，与“给定”的电压相比较，经放大后，得到移相控制电压U ct，控制整流桥的“触发电路”，改变“三相全控整流”的电压输出，从而构成了电流负反馈闭环系统。
电机的最高转速也由电流调节器的输出限幅所决定。
同样，电流调节器若采用P（比例）调节，对阶跃输入有稳态误差，要消除该误差将调节器换成PI(比例积分)调节。
当“给定”恒定时，闭环系统对电枢电流变化起到了抑制作用，当电机负载或电源电压波动时，电机的电枢电流能稳定在一定的范围内变化。
三相异步电机交流变频调速系统设计实验
三相异步电机交流变频调速系统设计实验指导书仇国庆编写重庆邮电大学自动化学院测控技术实验中心2010/11/2三相异步电机交流变频调速系统设计实验指导书一、实验目的：1. 了解三相异步电机调速的方法；2. 熟悉交流变频器的使用；3. 掌握三相异步电机交流变频调速系统设计。
4. 交流异步电动机机械特性及变频调速特性测试二、控制系统设计要求系统设计要求能够实现三相异步电动机的如下状态的控制：正转；反转；停止；点动；加速；减速。
图1 控制系统硬件结构图三、基本知识：1.异步电动机调速系统种类很多，常见的有：(1)降电压调速；(2)电磁转差离合器调速(3)绕线转子异步电机转子串电阻调速(4)绕线转子异步电机串级调速(5)变极对数调速(6)变频调速等等。
2.三相交流异步电动机2.1 异步电动机旋转原理异步电动机的电磁转矩是由定子主磁通和转子电流相互作用产生的。
n转速顺时针旋转，转子绕组切割磁力线，产生转子电流⑴磁场以⑵通电的转子绕组相对磁场运动，产生电磁力⑶ 电磁力使转子绕组以转速n 旋转，方向与磁场旋转方向相同2.2 旋转磁场的产生旋转磁场实际上是三个交变磁场合成的结果。
这三个交变磁场应满足：⑴ 空间位置上互差rad 3/2π电度角。
由定子三相绕组的布置来保证⑵ 在时间上互差rad 3/2π相位角（或1/3周期）。
由通入的三相交变电流来保证。
2.3 电动机转速产生转子电流的必要条件：是转子绕组切割定子磁场的磁力线。
因此，转子的转速n 必须低于定子磁场的转速0n 。
两者之差称为转差：n n n -=∆0转差与定子磁场转速（常称为同步转速）之比，称为转差率：0/n n s ∆=同步转速0n 由下式决定：p f n /600=上式中，f 为输入电流的频率，p 为旋转磁场的极对数。
由此可得转子的转速：p s f n /)1(60-=3.异步电动机调速由转速p s f n /)1(60-=可知异步电动机调速有以下几方法：(1) 改变磁极对数p （变极调速）定子磁场的极对数取决于定子绕组的结构。
双闭环三相异步电动机调压调速系统设计
双闭环三相异步电动机调压调速系统设计引言：异步电动机的转速恒小于旋转磁场的转速n1，只有这样，转子绕组才能产生电磁转矩，使电动机旋转。
如果n=n1，转子绕组与定子磁场之间无相对运动，则转子绕组中无感应电动势和感应电流产生，可见n<n1是异步电动机工作的必要条件。
由于电动机转速n与旋转磁场转速n1不同步，故称为异步电动机。
一、三相异步工作原理三相绕组接通三相电源产生的磁场在空间旋转，称为旋转磁场。
转速的大小由电动机极数和电源频率而定。
旋转磁场的转速n1称为同步转速。
它与电网的频率f1及电机的磁极对数p的关系为：n1=60f1∕p对于可调速的电力拖动系统，工程上往往把它分为直流调速系统和交流调速系统两类。
所谓交流调速系统，就是以交流电动机作为电能—机械能的转换装置，并对其进行控制以产生所需要的转速。
交流异步电动机机械特性的参数表达式如下：变压调速是异步电动机调速方法中的一种，由三相异步电动机机械特性参数表达式可知，当异步电动机等效电路的参数不变时，在相同点的转速的平方成正比，因此，改变定子外加电压就可下，电磁转矩与定子电压以机械特性的函数关系，从而改变电动机在一定负载转矩下的转速。
本实验即采用定子调压调速系统，就是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。
如下图画出了定>子电压为、、 (时的机械特性。
1 / 17sab 通风机负载特c”Ua1Sm n m b' 'c '>U'U>U11”T ema T L x二、设计流程:1电动机的选型假设电动机工作于普通机床主轴传动系统中，设定最大转速为，可选出电动机型参数如下：1440r/min12A 满载时定子电流：Y132S-4 额定功率：5.5KW 型号：0.84 满载时功率因数：满载时效率：85.5% 满载时转速：1440r/min2.2N.m /额定转矩：/额定电流：7A 堵转转矩堵转电流210mm 定子外径：115mm 气隙长度0.4mm 铁芯长度：1-0.9mm -d：136mm定子内径：定子线规根数1~9mm 绕组形式：单层交叉节距：47每槽线数：Z1/Z2:36/32 定转子槽数系统结构确定如图所示2 / 172主电路设计：2.1晶闸管的选择晶闸管选择主要根据变流器的运行条件，计算晶闸管电压、电流值，选出晶闸管的型号规格。
双闭环直流调速实验报告
一、实验目的1. 熟悉晶闸管直流调速系统的组成及其基本原理。
2. 掌握晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。
3. 掌握调节器的工程设计及仿真方法。
4. 通过实验验证双闭环直流调速系统的性能，分析其动态响应和稳态特性。
二、实验原理双闭环直流调速系统由转速环和电流环组成，通过转速负反馈和电流负反馈实现对电机转速和电流的精确控制。
转速环的输出作为电流环的给定值，电流环的输出控制晶闸管整流装置的输出电压，从而调节电机的转速。
三、实验内容1. 系统搭建与调试- 搭建双闭环直流调速系统，包括晶闸管整流装置、电动机、转速检测环节、电流检测环节、转速调节器和电流调节器等。
- 对系统进行调试，确保各环节工作正常。
2. 参数测定- 测定晶闸管整流装置的输出电压、电流和功率等参数。
- 测定转速检测环节和电流检测环节的灵敏度。
3. 调节器设计- 设计转速调节器和电流调节器，采用PI调节器。
- 根据实验要求，确定调节器的参数。
4. 系统仿真- 使用MATLAB/Simulink软件建立双闭环直流调速系统的仿真模型。
- 对系统进行仿真，分析其动态响应和稳态特性。
5. 实验结果分析- 分析实验数据，评估系统的性能。
- 分析系统在不同负载条件下的响应和稳定性。
四、实验步骤1. 系统搭建- 按照实验电路图搭建双闭环直流调速系统。
- 连接晶闸管整流装置、电动机、转速检测环节、电流检测环节、转速调节器和电流调节器等。
2. 系统调试- 调整晶闸管整流装置的触发角，使输出电压和电流稳定。
- 调整转速检测环节和电流检测环节的灵敏度。
- 调整转速调节器和电流调节器的参数，使系统稳定运行。
3. 参数测定- 使用示波器、电流表、电压表等仪器测定晶闸管整流装置的输出电压、电流和功率等参数。
- 使用转速表和电流表测定转速检测环节和电流检测环节的灵敏度。
4. 调节器设计- 根据实验要求，设计转速调节器和电流调节器。
- 使用MATLAB/Simulink软件进行调节器参数的优化。
双闭环三相异步电动机调压调速的系统设计与仿真课程设计
双闭环三相异步电动机调压调速的系统设计与仿真课程设计一、课程设计随着工业自动化的发展和智能化的进步，三相异步电动机的应用越来越广泛。
而异步电动机的调压调速技术在工业生产中也越来越受到重视。
双闭环调压调速是一种常用的控制方式，其控制精度高，适用范围广，因此在工业控制中被广泛应用。
本课程设计旨在通过实例设计，对双闭环三相异步电动机调压调速的实现过程有一个更深入的了解。
二、课程设计内容1、课程设计目的通过本课程设计，学生可以了解三相异步电动机调压调速的原理和实现方式。
通过仿真实验，学生可以掌握双闭环控制的实现过程。
2、课程设计要求•学生需要了解三相异步电动机的基本原理和调压调速的基本理论。
•学生需要掌握PID算法的基本原理和调试方法。
•学生需要使用Simulink进行仿真实验，并通过实验得到实验数据并进行分析。
3、课程设计流程Step 1：建立三相异步电动机模型1. 建立电机参数模型2. 建立电机方程模型Step 2：建立双闭环控制模型1. 建立速度闭环控制模型2. 建立电流闭环控制模型Step 3：进行仿真实验1. 设计PID算法2. 进行仿真实验3. 得到实验数据Step 4：数据分析1. 对实验数据进行分析2. 分析双闭环系统的控制效果4、课程设计结果通过本课程设计，学生将掌握三相异步电动机的调压调速技术和双闭环控制的实现方法。
通过仿真实验，学生将得到实验数据，并对数据进行分析，进一步了解双闭环控制系统的控制效果。
三、参考资料1.林信良、陈清波. 高效率电力电子变换器与驱动系统（原书第2版）[M]. 北京: 机械工业出版社, 2012.2.陈海峰, 金壮龙, 吴文明. MATLAB/SIMULINK在电气工程中的应用[M].北京: 北京理工大学出版社, 2006.3.姜晶, 刘冬平. 电力电子技术原理及应用[M]. 北京: 电子工业出版社,2004.四、通过本课程设计，学生可以了解三相异步电动机调压调速的原理和实现方式，掌握PID算法的基本原理和调试方法，并通过Simulink进行仿真实验，得到实验数据并进行分析。
双闭环直流调速系统的课程设计报告
电力传动课程设计课题：双闭环直流调速糸统班级:电气工程及其自动化1004学号:3100501091姓名:贾斌彬指导老师：康梅、乔薇日期：2014年1月9日目录第 1 章系统方案设计1.1 任务摘要 (3)1.2 任务分析. (3)1.3 设计目的、意义 (3)1.4 方案设计. (4)第 2 章晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定2.1 电枢回路电阻R 的测定. (5)2.2 主电路电磁时间常数的测定 (6)2.3系统机电时间常数TM的测定 (7)2.4测速电机特性UTG=f(n)的测定 (7)2.5 晶闸管触发及整流装置特性Ug=f (Ug)的测定 (7)第 3 章双闭环调速系统调节器的设计3.1 电流调节器的设计 (7)3.2 转速调节器的设计 (9)第 4 章系统特性测试4.1 系统突加给定 (11)4.2 系统突撤给定...................... 错误! 未定义书签。
4.2.2 突加负载时 (12)4.2.3 突降负载时 (12)第 5 章设计体会第 1 章系统方案设计1.1 设计一个双闭环晶闸管不可逆调速系统设计要求：电流超调（T i < 5%转速超调（T n < 10%静态特性无静差给定参数：电机额定功率185W 额定转速1600r/min 额定励磁电流<0.16A 额定电流1.1A 额定电压220V 额定励磁电压220V转速反馈系数a =0.004 V • min/r电流反馈系数B =6V/A1.2 任务分析采用转速、电流双闭环晶闸管不可逆直流调速系统为对像来设计直流电动机调速控制电路，为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设计两个调节器，电流调节器和速度调节器，为了实现电流和转速分别起作用，二者之间实行串级连接，即把转速调节器的输出当做电流调节器的输入，在把电流调节器的输出去控制晶闸管整流器的触发装置。
该双闭环调速系统的两个调节器ASR 和ACF都采用PI调节器,以便能保证系统获得良好的静态和动态性能转速调节器在双闭环直流调速系统中的作用是减小转速误差，采用PI 调节器可实现无静差；对负载变化起抗扰作用；其输出限幅决定电动机允许的最大电流; 电流调节器在双闭环直流调速系统中的作用是使电流紧紧跟随其给定电压的变化；对电网的波动起及时抗干扰作用；加快动态过程；堵转或过载时起快速自动保护作用。
异步电动机采用调压调速时
异步电动机采用调压调速时，由于同步转速不变和机械特性较硬，因此对普通异步电动机来说其调速范围很有限，无实用价值，而对力矩电动机或绕线式异步电动机在转子中串入适当的电阻后是机械特性变软后，其调速范围有所扩大，但在负载或电网电压波动情况下，其转速波动严重，为此长采用双闭环调速系统。
双闭环三相异步电动机调压调速系统的主电路由三相晶闸管交流调压器及三相绕线式异步电动机组成。
控制部分由“电流调节器”，“速度变换”，“触发电路”，“正桥功放”等组成。
其系统原理框图如图所示。
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想同，而电流环的作用则有所不同。
在稳定运行的情况下，电流环对电网扰动仍有较大的抗绕作用，但在启动过程中电流环仅起限制最大电流的作用，不会出现最佳启动的恒流特性，也不可能是恒转矩启动。
异步电动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，反转和能耗制动。
但在恒转矩负载下不能长时间低速运行，因为低速运行时转差率功率Ps=SPm全部消耗在转子电阻中，会使转子过热。
222222交流调速调压系统的电气原理图如图所示。
交流调压调速系统的仿真模型如图所示。
下面介绍各部分的建模与参数设置过程。
1.系统的建模和模型参数设置（1）主电路的建模和参数设置由图可见，主电路由三相对称交流电压源，晶闸管三相交流调压器，交流异步电动机，电动机信号分配器等部分组成。
此处着重讨论晶闸管三相交流调压器，交流异步电动机，电动机测试信号分配器的建模和参数设置问题。
@1晶闸管三相交流调压器的建模和参数设置。
晶闸管三相交流调压器通常是采用三对反并联的晶闸管元件组成，单个晶闸管采用“相位控制”方式，利用电网自然换流。
图（）所示为晶闸管三相交流调压器的仿真模型及模块符号。
图（）所示为三相交流调压器中的晶闸管元件的参数设置情况。
在图（）中我们是用单个晶闸管元件按三相交流调压的接线要求建成仿真模型的，单个晶闸管元件的参数设置仍然遵循晶闸管整流桥的参数设置原则。
双闭环三相异步电机调压调速系统实验报告
双闭环三相异步电机调压调速系统实验报告一、实验目的1.实现双闭环三相异步电机的调压调速系统；2.了解电机调速系统的工作原理及稳态特性；3.掌握电机调速过程中的调节和优化方法。
二、实验原理1.双闭环三相异步电机调压调速系统的组成本次实验所用的电机调压调速系统主要由以下三个部分组成：（1）电源控制模块：主要是对驱动电机的电源进行控制，电源的形式可以是AC或DC。
（2）DSP控制模块：对电机进行调速调压和保护，实现电机的闭环控制。
（3）电机驱动模块：主要包括功率放大器和信号变换器。
2.电机调速控制原理实现电机调速控制主要通过改变电机转矩的大小和方向来实现。
根据电机理论，电机的转矩和电机 stator winding 上的电流之间有着线性关系，因此，改变电机 stator winding 上的电流大小和方向来改变电机的转矩。
启动电机的一种典型方法是通过 stator winding 上的正弦波 AC 电源激励。
通过改变 AC 电源的频率和幅度，可以改变电机的转速。
当电机开始旋转后，其转速可以通过反馈闭环控制来调节和控制。
例如，根据 PI 控制器的输出，可以调整电机的功率放大器来调整电机的 stator winding 上的电流，从而实现电机的转速调节和控制。
3.电机调压控制原理与电机调速不同，电机调压是通过控制电机 stator winding 上的电压大小来调整电机的输出功率和转矩。
在调压控制中，需要根据负载的需求来确定合适的电压值，并通过反馈机制来实现闭环控制。
三、实验内容与步骤1.实验装置准备本次实验所用的设备包括三相异步电动机、DSP开发板、电源、三相电表、频率计和电源电压采样电路等。
首先进行电机的接线，通过电源采样电路连接电源进行电压的采样和测量，再通过三相电表测量电机中三相电流和电机的输入功率等。
2.实验参数设置设置电机参数，包括电机的额定电压、额定功率、转速、电流等参数，并将这些参数输入到 DSP 控制模块中。
实验四 双闭环三相异步电动机调压调速系统
实验四双闭环三相异步电动机调压调速系统（验证性）一．实验目的1．熟悉相位控制交流调压调速系统的组成与工作。
2．了解双闭环三相异步电动机调压调速系统的原理及组成。
3．通过测定系统的静特性和动态特性进一步理解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．实验系统组成及工作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7-1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。
四．实验设备和仪器1．MCL系列教学实验台主控制屏。
2．MCL—18组件。
3．MCL—33组件。
4．三相绕线型异步电动机-负载直流发电机-测速发电机组5．MEL—03三相可调电阻器。
6．MEL—11组件。
7．双踪示波器。
．8．万用表。
五．注意事项1．接入ASR构成转速负反馈时，为了防止振荡，可预先把ASR的RP3电位器逆时针旋到底，使调节器放大倍数最小，同时，ASR的“5”、“6”端接入可调电容（预置7μF）。
3．测取静特性时，须注意电流不许超过电机的额定值（0.55A）。
4．三相主电源连线时需注意，不可换错相序。
三相异步电机双闭环调速控制系统设计
三相异步电机双闭环调速控制系统设计O 引言三相交流异步电机以其结构简单，体积小，重量轻，价格低，维修方便等优点，广泛应用于武器装备、给料系统、数控机床、柔性制造技术、各种自动化设备等领域，其转速控制系统性能的优劣直接决定了设备性能的发挥。
随着高性能微处理器及新型电力电子器件的出现，使得应用全控型电力电子器件和空间矢量(SVPWM)控制技术进行变频调速的方式已成为交流电机调速控制的主流。
相对于其他微处理器，DSP 具有运算速度快，可以自己产生有死区时间的PWM 输出，可以实现诸如模糊控制等复杂的算法，外围硬件少等优点，因而广泛用于电机的数字控制。
本文以TMS320LF2407A DSP 芯片和AT89S52 单片机为核心，设计了针对三相交流异步电机的全数字调速控制系统。
实验结果表明，该系统具有实时显示，数据存储，动态响应快，控制精度高，抗干扰性强等优点。
1 TMS320LF2407A 简介TMS320LF2407A 主要包括算术逻辑运算单元(CALU)、寄存器集、辅助算术逻辑单元(ARAU)、乘法器、乘法移位器、累加器、加法移位器、时钟锁相环电路、两个完全等同的事件管理器A，B(包括通用定时器、比较单元、捕获／正交编码器脉冲电路)、内部A／D 转换器、双串口、看门狗、CAN 总线电路单元等。
TMS320LF2407A 采用先进的哈佛结构，流水线作业，在30 MHz 内部时钟频率下，指令周期仅为33 ns。
其内部存储器包含2 类RAM 块。
一类为DRAM，另一类为SRAM。
对DRAM 而言又划分为3 个RAM 块，即B0，B1，B2，容量依次为256 字，256 字，32 字。
这些RAM 全部允许在一个指令周期内访问两次，因此在数据处理能力上有显著的增加。
同时，B0 块还可以通过程序动态地配置为数据存储器区或程序存储器区。
若配置为程序区可在上电时把浮点算法子程序或者数据表从外部慢速EPROM。
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“运动控制系统”专题实验
实验报告
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全部消耗在转子电阻中，使转子过热。
2.双闭环异步电机调压调速系统的机械特性。
转子变电阻时的机械特性:
Tem
3.三相异步电机的调速方法
三种类型：转差功率消耗型：调压、变电阻等调速方式，转速越低，转差功率消耗越大。
转差功率馈送型：控制绕线转子异步电机的转子电压，利用转差功率可实现调节转速的目的。
如串级调速。
转差功率不变型：转差功率很小，而且不随转速变换，如改变磁极对数调速，变频调速。
1）定子调压调速
当负载转矩一定时，随着电机定子电压的降低，主磁通减少，转子感应电势减少，转
）空载端电压为时
2
其中M=9.55 （I G U b+I c R s+P o）/n , R S由实验5.1 测得为23.81 Q。
作得机械特性曲线如下：
USO
顼D
136D
口轉
頑
与开环机械特性比较，闭环静特性比开环机械特性硬得多，且随着电压降低，开环特性越来越软。
3.动态波形分析
（1）突减突加给定U G时，转速n的波形
分析：在突加给定时，转速瞬间上升达最大且有超调，然后缓慢地降为稳定值。
（2 ）突加突减负载时n的波形
分析：突加负载时，转速略有下降，突减负载时，转速上升并有超调。
六.思考题
（1）三相绕线式异步电机转子回路串接电阻的目的是什么？不串电阻能否正常运行？答：转子回路串接是为了使启动电流减小，若不串电阻可能会导致启动电流过大而导致不能正常运行。
（2）为什么交流调压调速系统不宜用于长期处于低速运行的生产机械和大功率设备上？答：因为交流调压调速在低速时转差功率损耗大、效率低。
七.实验体会
交流调压调速系统的实质是以损耗转差功率来降低转速的。
八.建议与意见
感谢老师的指导和组员的帮助。