运动控制系统仿真课程设计

实验一交流——直流变换器

1单相桥式全控整流电路仿真

图1.1 单相桥式整流电路原理图

图1.2 单相桥式整流电路Simulink/SymPowerSystems模块

模块参数

1)交流电压源AC，电压为220V，频率为50Hz，初始相位为0°。

2)变压器一次电压为220V，二次电压为100V。

3)晶闸管直接使用模型的默认参数。

4)负载RLC参数自行设置。

5)6脉冲发生器的同步频率为50Hz，脉冲的宽度取10°。

仿真提示

1)晶闸管的触发信号可选用已有的6脉冲触发器，但是选用哪几路信号要自己

选择，可参考电力电子技术的相关章节。

2)仿真时间可取为0~0.06s，数值计算方法选用ode23t。

实验报告内容

1)电路原理及仿真模型的建立。

2)子模块的使用介绍。

3)电阻性负载仿真分析。观察波形与理论计算是否一致，包括峰值、有效值等

等。

4)电阻-电感性负载仿真分析。观察波形与理论计算是否一致，包括峰值、有效

值等等。

2三相桥式全控整流电路仿真

图1.3 三相桥式整流电路原理图

图1.4 三相桥式整流电路Simulink/SymPowerSystems模块

模块参数

1)三相电源电压有效值为220V，频率为50Hz，相位为分别为0° ，-120°，-240°。

2)整流变压器一次绕组联结选择Delta（D11），线电压为380V，二次绕组联结

选择Y，线电压为173V，其他参数保持默认值不变。

3)同步变压器一次绕组联结选择Delta（D11），线电压为380V，二次绕组联结

选择Y，线电压为10V，其他参数保持默认值不变。

4)晶闸管直接使用模型的默认参数。

5)电阻负载R=5Ω，R-L负载R=0.5Ω，L=0.01H。

6)6脉冲发生器的同步频率为50Hz，脉冲的宽度取10°，选择双脉冲触发方式。

7)控制角α可设置为0°，30°，60°等。

仿真提示

1)三相同步电压信号连接入6脉冲触发器的顺序需要自己试验，如果整流输出

电压波形在一周内有6个波头，则同步正确。

2)晶闸管的触发信号可选用已有的6脉冲触发器，哪路脉冲信号接到哪个晶闸

管要自己选择，可参考帮助文件和电力电子技术的相关章节。

3)仿真时间可取为0~0.06s，数值计算方法选用ode23tb。

实验报告内容

1)电路原理及仿真模型的建立。

2)子模块的使用介绍。

3)电阻性负载仿真分析。观察波形与理论计算是否一致，包括峰值、有效值等

等。

4)电阻-电感性负载仿真分析。观察波形与理论计算是否一致，包括峰值、有效

值等等。

实验二双闭环直流调速系统仿真

图2.1 双闭环直流调速系统原理图

图2.2 双闭环直流调速系统Simulink/SymPowerSystems模块

模块参数

1) 三相电源电压有效值为130V ，频率为50Hz ，相位为分别为0° ，-120°，-240°。 2) 直流电机参数:

2

0.210.00021220146.700.840.570.015a a f f f af d R L H U V R L L H J kg m L H

=Ω===Ω===⋅=，，，，，

，， 3) 电机额定转速为1500r/min,额定电流为136A,最大电流为额定电流的1.5倍。

ASR 和ACR 的积分饱和值为12V ，输出限幅为10V ，额定转速时给定信号为10V ，根据工程设计方法设计ASR 和ACR 控制器中的PI 控制器参数。

4) 在0.6s 时突加负载171.4N m ⋅。

仿真提示

1) 电流调节器ACR 的输出端接移相特性模块（（90-6*u ））的输入端。 2) 仿真时间可取为0~2s ，数值计算方法选用ode23tb 。

实验报告内容

1) 电路原理及仿真模型的建立。 2) PI 控制器参数的计算过程。

3) 观察并记录电机的转速和电流波形。

实验三 交流异步电动机性能仿真

1异步电机接连续正弦电压的特性仿真

图3.1 异步电动机特性研究仿真模型

模块参数

1) 三相电源:220V,50Hz 2) 交流电机参数:

2380,50,0.68,0.0042,0.45,0.0042,0.1486,0.05,0.0081,2

n n s ls r lr m U V f Hz R L H R L H L H J kg m F p ===Ω==Ω===⋅==

3) 负载为132,加载时间为0.5s 。

仿真提示

1) 仿真算法采用Ode23t ，相对误差为1e-5。

实验报告内容

1) 电路原理及仿真模型的建立。

2) 每个示波器显示的是什么物理量？并记录和分析波形。

2 PWM 变频器—电动机系统特性仿真

图3.1 PWM 变频器—电动机系统仿真模型

模块参数

1) 直流电源电压:500V 。 2) 交流电机参数:

2380,50,0.68,0.0042,0.45,0.0042,0.1486,0.05,0.0081,2

n n s ls r lr m U V f Hz R L H R L H L H J kg m F p ===Ω==Ω===⋅==

3) 负载为45,加载时间为0.25s 。

仿真提示

1) 仿真算法采用Ode23t ，相对误差为1e-5。

实验报告内容

1) 电路原理及仿真模型的建立。

2) 每个示波器显示的是什么物理量？并记录和分析波形。 3) 如何得到此系统的机械特性曲线？请记录下来。

4) 比较此系统的定子和转子磁链与实验1中的定子和转子磁链的形状，分析其

不同的原因。