直流调速系统设计及仿真和交流调压调速系建模与仿真.doc

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1、 电气与电子信息工程学院 电气传动控制系统课程设计设计题目：直流调速系统设计及仿真和交流调压调速系建模与仿真 专业班级： 电气工程及其自动化2008（1）班 学号： 20 姓 名： 指导教师： 胡学芝 陈学珍 设计时间： 2011/11/142011/11/25 设计地点： K2电力电子实验室、机房 电气传动控制系统 课程设计成绩评定表姓 名学 号课程设计题目：直流调速系统设计及仿真和交流调压调速系建模与仿真课程设计答辩或质疑记录：1、 直流调速中为什么选用双闭环？答：双闭环调速系统的静特性在负载电流小于时表现为转速无静差，这时，转速负反馈起主调作用，系统表现为电流无静差，得到过电流的自动保护

2、。显然静特性优于单闭环系统。在动态性能方面，双闭环系统在起动和升速过程中表现出很快的动态跟随性，在动态抗扰性能上，表现在具有较强的抗负载扰动，抗电网电压扰动。2、变压变频调速的基本控制方式有哪些？答：在基频以下，希望维持气隙磁通不变，须按比例地同时控制电压和频率，低频时还应适当抬高电压以补偿定子压降。在基频以上，由于电压无法再升高，只好仅提高频率而迫使磁通减弱。成绩评定依据：课程设计考勤情况（20）：课程设计答辩情况（30）：完成设计任务及报告规范性（50）：最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定） 指导教师签字： 2011年 12 月 20 日课程设计任务书 20112012学年第一学

3、期学生姓名： 专业班级：电气工程及其自动化2008（1）班 指导教师：胡学芝、陈学珍 工作地点：电气学院自动控制教研室一、课程设计题目：直流调速系统设计及仿真和交流调压调速系统建模与仿真二、课程设计内容1设计目的及要求1、通过课程设计，使学生进一步巩固、深化和扩充在交直流调速及相关课方面的基本知识、基本理论和基本技能，达到培养学生独立思考、分析和解决问题的能力。2、通过课程设计，让学生独立完成一项直流或交流调速系统课题的基本设计工作，使学生熟悉设计过程，了解设计步骤，达到培养学生综合应用所学知识能力、培养学生实际查阅相关设计资料能力的目的、培养学生工程绘画和编写设计说明书的能力。3、通过课程设

4、计，提高学生理论联系实际，综合分析和解决实际工程问题的能力，并提高正确查阅和使用技术资料、标准手册等工具书的能力，提高独立分析问题、解决问题及独立工作的能力。通过设计培养学生严肃认真、一丝不苟和实事求是的工作作风。2课程设计基本要求1.学生分组、布置题目。按学号分组，然下达课程设计任务书，原则上每小组一个题目。2.熟悉题目并选题，收集资料。设计开始，每个学生根据所选的题目，充分了解技术要求，明确设计任务，收集资料，包括参考书、手册和图表等，为设计做好准备。3.总体设计。正确选定系统方案，认真画出系统总体结构框图。4.主电路设计。按选定的方案，确定系统的主电路形式，画出主电路及相关保护，操作电路

5、原理草图，完成主电路的元件计算和选择任务。5.控制电路技术。按规定的技术要求，确定系统闭环结构和调节形式，画出系统控制电路原理草图，选定检测元件和反馈系数，计算调节器参数并选定相关的元件。6.校核整个系统设计，编制元件明细表。7.绘制正规系统原理图，整理编制课程设计任务书。3直流调速系统设计及仿真题目和设计要求： (1)电机数如下表：机架序号电动机型号Pn（KW）Un（V）In（A）nn（r/min）Ra（）GDa2（Nm2）极对数Z2-914823020914500.358.021(2)技术数据电枢回路总电阻取a；总飞轮力矩：。其他参数可参阅教材中“双闭环调速系统调节器的工程设计举例”的有关

6、数据。要求：调速范围10，静差率：稳态无静差，电流超调量；启动到额定转速时的转速退饱和超调量。要求系统具有过流、过压、过载和缺相保护。要求触发脉冲有故障封锁能力。要求给拖动系统设置给定积分器。(3)设计的内容1.调速的方案选择2.主电路的计算3.触发电路的选择与校验4.控制电路设计计算5.双闭环直流调速系统的动态设计6. 对系统进行仿真校验并上交设设说明书。4交流调速系统建模及仿真：建立交流调压调速系统的仿真模型，并进行参数设置。做出仿真结果，上交说明书。三、进度安排时间2011年11月14日2011年11月25日(共2周)星期一星期二星期三星期四星期五星期一星期二星期三星期四星期五上午12节

7、下午上午下午上午下午上午下午上午下午上午下午上午下午上午下午上午下午上午下午安排查资料指导指导自行设计指导自行设计指导自行设计指导自行设计自行设计指导自行设计指导自行设计指导编写报告编写报告答辩答辩地点设计指导地点：K2一电力电子实验室，机房（自备计算机地点）查阅资料、自行设计地点：K2一电力电子实验室、图书馆、上网地点或其它答辩若在周五没有全部完成资料整理，则答辩时间可另行安排。四、成绩评定评定项目基本内涵分值设计过程考勤、自行设计、按进度完成任务等情况20分设计报告完成设计任务、报告规范性等情况50分答 辩回答问题情况30分90100分：优；8089分：良；7079分：中；6069分，及格

8、；60分以下：不及格指导教师：胡学芝 ，陈学珍2011年9月 教研室主任签名：胡学芝2011年10月 10日目 录一 直流调速系统的设计及仿真5引 言51 系统方案选择51.1 电动机供电方案的选择51.2调速系统方案的选择62系统总体的设计与参数计算72.1 主电路的设计72.1.1 主电路的选择72.1.2 电流调节器的设计72.1.3 转速调节器的设计92.1.4 主电路的计算122.2 控制电路的设计142.2.1 触发电路的设计142.2.2 过电压保护152.2.3 过电流保护163系统MATLAB仿真173.1 系统的建模与参数设置173.2 系统仿真结果的输出18二 交流调压调

9、速系统建模及仿真194交流调压调速系统的原理及特性194.1 异步电动机改变电压时的机械特性194.2 闭环控制的变压调速系统及其静特性214.3 闭环变压调速系统的近似动态结构框图225交流调压调速系统的建模与仿真255.1 交流调压调速系统的建模255.2交流调压调速系统的仿真27结束语28参考资料28附录29一 直流调速系统的设计及仿真引 言在现代工业中，为了实现各种生产工艺过程的要求，需要采用各种各样的生产机械，这些生产机械大多采用电动机拖动。多数生产机械的任务是将电能转换为机械能，以机械运动的形式来完成各种工艺要求。随着工艺技术的不断发展，各种生产机械根据其工艺特点，对生产机械和拖动

10、的电动机也不断提出各种不同的要求，有的要求电动机能迅速启动、制动和反转；有的要求多台电动机之间的转速按一定的比例协调动动；有的要求电动机达到极慢的稳速运动；有的要求电动机启、制动平稳，并能准确地停止在给定的位置。这些不同的工艺要求，都是靠电动机及其控制系统和机机械传动装置实现的。可见各种拖动系统都是通过控制转速来实现的，因此，调速控制技术是最基本的电力拖动控制技术。1 系统方案选择本次设计选用的电动机型号Z2-91型，其具体参数如下表1-1所示表1-1 Z2-91型电动机具体参数电动机型号PN(KW)UN(V)IN(A)NN(r/min)Ra()GDa2（Nm2）P极对数Z2-91482302

11、0914500.358.0211.1 电动机供电方案的选择 变压器调速是直流调速系统用的主要方法，调节电枢供电电压所需的可控制电源通常有3种：旋转电流机组，静止可控整流器，直流斩波器和脉宽调制变换器。旋转变流机组简称G-M系统，适用于调速要求不高，要求可逆运行的系统，但其设备多、体积大、费用高、效率低、维护不便。静止可控整流器又称V-M系统，通过调节触发装置GT的控制电压来移动触发脉冲的相位，即可改变，从而实现平滑调速，且控制作用快速性能好，提高系统动态性能。直流斩波器和脉宽调制交换器采用PWM受器件各量限制，适用于中、小功率的系统。根据本次设计的技术要求和特点选V-M系统。 在V-M系统中，

12、调节器给定电压，即可移动触发装置GT输出脉冲的相位，从而方便的改变整流器的输出，瞬时电压。由于要求直流电压脉动较小，故采用三相整流电路。考虑使电路简单、经济且满足性能要求，选择晶闸管三相全控桥交流器供电方案。因三相桥式全控整流电压的脉动频率比三相半波高，因而所需的平波电抗器的电感量可相应减少约一半，这是三相桥式整流电路的一大优点。并且晶闸管可控整流装置无噪声、无磨损、响应快、体积小、重量轻、投资省。而且工作可靠，能耗小，效率高。同时，由于电机的容量较大，又要求电流的脉动小。综上选晶闸管三相全控桥整流电路供电方案。1.2调速系统方案的选择 计算电动机电动势系数：由 v min/r,当电流连续时，

13、 系统额定速降为: r/min, .开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率:，大大超过了S5%.若D=10，S5%.，则，可知开环调速系统的额定速降是1090.4，而工艺要求的是7.6，故开环调速系统无能为力，需采用反馈控制的闭环调速系统。因调速要求较高，故选用转速负反馈调速系统，采用电流截止负反馈进行限流保护，出现故障电流时由过流继电器切断主电路电源。为使线路简单，工作可靠，装载体积小，宜用KJ004组成的六脉冲集成触发器。该系统采用减压调速方案，故励磁应保持恒定。采用三相全控桥式整流电路供电。综上，直流调速系统的框图如图1-1所示： 图1-1 直流双闭环调速系统结构图2系统总体的设计与

14、参数计算2.1 主电路的设计2.1.1 主电路的选择 采用双闭环调速系统，可以近似在电机最大电流（转矩）受限的条件下，充分利用电机的允许过载能力，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度起动，到达稳态转速后，又可以让电流迅速降低下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行，此时起动电流近似呈方形波，而转速近似是线性增长的，这是在最大电流（转矩）受到限制的条件下调速系统所能得到的最快的起动过程。采用转速电流双闭环调速系统，在系统中设置了两个调节器，分别调节转速和电流，二者之间实行串级联接，这样就可以实现在起动过程中只有电流负反馈，而它和转速负反馈不同时加到一个调节器的输入端，到达稳态转速后，只靠转速

15、负反馈，不靠电流负反馈发挥主要的作用，这样就能够获得良好的静、动态性能。双闭环调速系统的静特性在负载电流小于时表现为转速无静差，这时，转速负反馈起主调作用，系统表现为电流无静差，得到过电流的自动保护。显然静特性优于单闭环系统。在动态性能方面，双闭环系统在起动和升速过程中表现出很快的动态跟随性，在动态抗扰性能上，表现在具有较强的抗负载扰动，抗电网电压扰动。主电路采用转速、电流双闭环调速系统，使电流环(ACR)作为控制系统的内环，转速环(ASR)作为控制系统的外环，以此来提高系统的动态和静态性能。二者串级连接，即把电流调节器的输出作为转速调节器的输入，再用转速调节器的输出去控制电力电子变换器UPE

16、。从而改变电机的转速。通过电流和转速反馈电路来实现电动机无静差的运行。2.1.2 电流调节器的设计（1）确定时间常数 整流装置滞后时间常数 电流滤波时间常数Toi取0.002S 则电流环小时间常数之和 =0.0017+0.002=0.0037S。（2）选择电流调节器的结构根据设计要求，并保证稳态电流无静差，可按典型型系统设计电流调节器。电流环控制对象是双惯性型的，因此可用PI型电流调节器。其传递函数如下： 。 式中电流调机器的比例系数； 电流调节器的超前时间系数。 （3）计算电流调节器参数电流调节器超前时间常数：=0.03s。电流环开环增益：要求电流超调量，查得有=0.5，所以 =所以ACR的

17、比例系数 =（4）校验近似条件 电流环截止频率=135.1。晶闸管整流装置传递函数的近似条件： ，满足条件。忽略反电动势变化对电流环动态影响条件： ，满足条件。电流环小时间常数近似处理条件：，满足条件。（5） 计算调节器的电阻和电容取运算放大器的=40，各电阻和电容值为：=5.40440=216.16，取220， ，取0.1， ，取0.2。故=。2.1.3 转速调节器的设计（1） 确定时间常数：电流环等效时间常数1/KI：取则 转速环滤波时间常数Ton:根据所用测速发电机纹波情况，取Ton=0.01s。转速环小时间常数：取 。（2）选择转速调节器结构：按设计要求，选用PI调节器 转速调节器的比

18、例系数 转速调节器的超前时间常数（3）计算转速调节器参数：按跟随和抗干扰性能都较好原则，取h=4,则ASR的超前时间常数为：，转速环开环增益 。 ASR的比例系数为：。（4）检验近似条件转速环截止频率为。电流环传递函数简化条件为，满足条件。转速环小时间常数近似处理条件为：，满足近似条件。（5）计算调节器电阻和电容： 取=40，则，取1000。 ，取0.1； ，取1。故。校核转速超调量：由h=4，查得，不满足设计要求，应使ASR 退饱和，则按ASR退饱和的情况重新计算。设理想空载z=0，h=4时，查得=77.5%，所以 =0.00792 =0.79% 或 =K 考虑（1.52）倍的裕量 =（1.

19、52）K 式中K=/（1.57）-电流计算系数。此外，还需注意以下几点：当周围环境温度超过+40时，应降低元件的额定电流值。当元件的冷却条件低于标准要求时，也应降低元件的额定电流值。关键、重大设备，电流裕量可适当选大些。由表查得 K=0.367，考虑(1.52)倍的裕量 取。故选晶闸管的型号为KP20-7。2、晶闸管的额定电压晶闸管实际承受的最大峰值电压，乘以（23）倍的安全裕量，参照标准电压等级，即可确定晶闸管的额定电压，即=（23）整流电路形式为三相全控桥，查表得，则 取V.3、整流变压器的设计（1）变压器二次侧电压U2的计算U2是一个重要的参数，选择过低就会无法保证输出额定电压。选择过大

20、又会造成延迟角加大，功率因数变坏，整流元件的耐压升高，增加了装置的成本。一般可按下式计算，即： 式中 -整流电路输出电压最大值；nUT -主电路电流回路n个晶闸管正向压降；C - 线路接线方式系数；Ush -变压器的短路比，对10100KVA，Ush =0.050.1；I2/I2N-变压器二次实际工作电流与额定之比，应取最大值。在要求不高场合或近似估算时，可用下式计算，即： 式中A-理想情况下，=0时整流电压与二次电压之比, 即A=/；B-延迟角为时输出电压与之比，即B= /；电网波动系数；(11.2)考虑各种因数的安全系数；根据设计要求，采用公式： 由表查得 A=2.34；取=0.9；角考虑

21、10裕量，则 B=cos=0.985取U2=130V。电压比K=U1/U2=380/130=2.92。（2） 一次、二次相电流I1、I2的计算由表查得 =0.816, =0.816考虑变压器励磁电流得： （3）变压器容量的计算 ； ； 式中-一次侧与二次侧绕组的相数；由表查得=338061.33=69.916KVA=3130170.54=66.511KVA =1/2（69.916+55.511）=62.713KVA取S=62.7KVA2.2 控制电路的设计2.2.1 触发电路的设计从产品目录中查得晶闸管KP20-7的触发电流为(5100)mA触发电压3.5V。由已知条件可以计算出 触发器选用1

22、5V电源，则：Ks=。因为，3.5V，所以触发变压器的匝数比为取14:1。设触发电路的触发电流为100mA，则脉冲变压器的一次侧电流只需大于100/14=7.14mA即可。这里选用3DG12BNPN管作为脉冲功率放大管，其极限参数.触发电路需要三个互差120，且与主电路三个电压U、V、W同相的同步电压，故要设计一个三相同步变压器。这里用三个单相变压器接成三相变压器组来代替，并联成DY型。同步电压二次侧取30V，一次侧直接与电网连接，电压为380V,变压比为380/30=12.7。触发器的电路图如下图所示：图2-2触发电路2.2.2 过电压保护 以过电压保护的部位来分，有交流侧过压保护、直流侧过

23、电压保护和器件两端的过电压保护三种。（1）交流侧过电压保护阻容保护 即在变压器二次侧并联电阻R和电容C进行保护。本系统采用D-Y连接。S=14.64kvA, U2=122VIem取值：当 S10KVA时，取Iem=4。=F=23.61F耐压1.5Um =1.5122=258.8V选取30F,耐压258.8V的CZDJ-2型金属化纸介电容器。取=5V，=2.6，3 =1.15A =W=W选取3、14W的金属膜电阻。压敏电阻的计算 =V=224.29V流通量取5KA。选MY31-240/5型压敏电阻。允许偏差+10（264V）。（2）直流侧过电压保护直流侧保护可采用与交流侧保护相同保护相同的方法，

24、可采用阻容保护和压敏电阻保护。但采用阻容保护易影响系统的快速性，并且会造成加大。因此，一般不采用阻容保护，而只用压敏电阻作过电压保护。 =(1.82.2) 230V=414460V 选MY31-440/5型压敏电阻。允许偏差+10（484V）。（3）闸管及整流二极管两端的过电压保护 查下表：表2-1 阻容保护的数值一般根据经验选定晶闸管额定电流/A1020501002005001000电容/F0.10.150.20.250.512电阻/1008040201052抑制晶闸管关断过电压一般采用在晶闸管两端并联阻容保护电路方法。电容耐压可选加在晶闸管两端工作电压峰值的1.11.15倍。由上表得C=0

25、.5F，R=10，电容耐压1.5=1.5122=448.26V选C为0.2F的CZJD-2型金属化纸介质电容器, 耐压为450V。=W=0.45W 选R为40普通金属膜电阻器，RJ-0.5。2.2.3 过电流保护本系统采用电流截止反馈环节作限流保护外，还没有与元件串联的快速熔断器作过载与短路保护，用过电流继电器切断故障电流。（1）快速熔断器的选择 接有电抗器的三相全控桥电路，通过晶闸管电流有效值IT=Id/1.732=47.8A/1.732=27.6A,故选用RLS-50的熔断器，熔体电流为50A。（2）过电流继电器的选择 根据负载电流为47.8A，可选用吸引线圈电流为100A的JL14-11

26、ZS型手动复位直流过电流继电器，整流电流可取1.2547.8A60A。3系统MATLAB仿真本次系统仿真采用目前比较流行的控制系统仿真软件MATLAB，使用MATLAB的Simulink工具箱对其进行计算机仿真研究。3.1 系统的建模与参数设置（1）电流环部分：参数设定：Toi=0.002s、KS=40、R=0.4、TOn=0.01、TL=0.03、=0.0017、TM=1.33图3-1 电流环的仿真波形（2）转速环部分： 参数设定：TOn=0.01 Kn=47.1图3-2 转速环的仿真波形3.2 系统仿真结果的输出图3-3 电流环的仿真波形图图3-4 转速环空载高速起动仿真波形图图3-5 转

27、速环满载高速起动仿真波形图电流环仿真波形、转速环（空载、满载）仿真波形中，过载电流=1.5图3-4、3-5上部为电机转速曲线，下部为电机电流曲线。加电流启动时电流环将电机速度提高，并且保持为最大电流，而此时速度环则不起作用，使转速随时间线性变化，上升到饱和状态。进入稳态运行后，转速换起主要作用，保持转速的稳定。1.电机转速曲线在电流上升阶段，由于电动机机械惯性较大，不能立即启动。此时转速调节器ASR饱和，电流调节器ACR起主要作用。转速一直上升。当到达恒流升速阶段时，ASR一直处于饱和状态，转速负反馈不起调节作用，转速环相当于开环状态，系统为恒值电流调节系统，因此，系统的加速度为恒值，电动机转

28、速呈线性增长直至给定转速。使系统在最短时间内完成启动。当转速上升到额定转速时，ASR的输入偏差为0，但其输出由于积分作用仍然保持限幅值，这时电流也保持为最大值，导致转速继续上升，出现转速超调。转速超调后， 极性发生了变化，则ASR推出饱和。其输出电压立即从限幅值下降，主电流也随之下降。此后，电动机在负载的阻力作用下减速，转速在出现一些小的振荡后很快趋于稳定。当突加给定负载时，由于负载加大，因此转速有所下降，此时经过ASR和ACR的调节作用后，转速又恢复为先前的给定值，反映了系统的抗负载能力很强。2.电机电流曲线直流电机刚启动时，由于电动机机械惯性较大，不能立即启动。此时转速调节器ASR饱和，达

29、到限幅值，迫使电流急速上升。当电流值达到限幅电流时，由于电流调节器ACR的作用使电流不再增加。当负载突然增大时，由于转速下降，此时转速调节器ASR起主要的调节作用，因此，电流调节器ACR电流有所下降，同启动时一样，当转速调节器ASR饱和，达到限幅值，使电流急速上升。但是由于电流值达到限幅电流时，电流调节器ACR的作用使电流不再增加。当扰动取电以后，电流调节器ACR电流又有所增加，此后，电动机在负载的阻力作用下减速，电流也在出现一些小的振荡后很快趋于稳定。二 交流调压调速系统建模及仿真4交流调压调速系统的原理及特性4.1 异步电动机改变电压时的机械特性图4-1 异步电动机的稳态等效电路根据电机学

30、原理，在下述三个假定条件下：忽略空间和时间谐波；忽略磁饱和；忽略铁损，异步电动机的稳态等效电路如图4-1所示。由图可以导出 （4-1）其中，在一般器情况下， 则，这相当于将上述假定条件的第条改为“忽略铁损和励磁电流”。这样，电流公式可简化成 （4-2）令电磁功率，同步机械角转速，为极对数，则异步电动机电磁转矩为 （4-3）式（4-3）就是异步电动机的机械特征方程式。它表明，当转速或转差率一定时，电磁转矩与定子电压的平方成正比。这样，不同电压下的机械特性便如图6-2。表示额定定子电压。将式4-3对s求导，并令，可求出最大转矩及其对应的转差率图4-2 异步电动机在不同电压下的机械特性图4-3 高转

31、子电阻电机在不同电压下的机械特性风机类负载特性 （4-4） （4-5）由图4-2可见，带恒转矩负载工作时，普通笼式异步电动机变电压时的稳定工作点为A、B、C、转差率s的变化范围为0sm，调速范围有限。如果带风机类负载运行，则工作点为D、E、F、调速范围可以大一些。为了能在恒转矩负载下扩大调速范围，并使电动机在较低的转速下运行而不致过热，就要求电动机转子有较高的电阻值，这样的电动机在变电压时的机械特性如图4-3所示。显然，带恒转矩负载时的变压调速范围增大了，即使堵转工作也不致烧坏电动机，这样电动机又称作交流力矩电动机。4.2 闭环控制的变压调速系统及其静特性采用普通异步电动机实行变电压调速时，调

32、速范围很窄，采用高转子电阻的力矩电动机可以增大调速范围，但机械特性又变软，因此当负载变化时静差率很大，开环控制很难解决这个矛盾。为此，对于恒转矩性质的负载，要求调速范围大于2时，往往采用带转速反馈的闭环控制系统，如图4-4a所示。c=subs(num,3,1) a) b)图4-4 带转速负反馈闭环控制的交流变压调速系统a）原理图 b）静特性图图4-4b所示的是闭环控制变压调速系统的静特性。当系统带负载在A点运行时，如果负载增大引起转速下降，反馈控制作用能提高定子电压，从而在右边一条机械特性上找到新的工作点。同理，当负载降低时，会在左边一条特性上得到定子电压低一些的工作点。按照反馈控制规律，将、

33、A 、 、连接起来便是闭环系统的静特性。尽管异步电动机的开环机械特性和直流电动机的开环特性差别很大，但是在不同电压的开环机械特性上各取一个相应的工作点，连接起来便得到闭环系统静特性，这样分析方法对两种电动机的闭环系统静特性却可以很硬。如果采用PI调节器，照样可以做到无静差。改变给定信号，则静特性平行的上下移动，达到调速目的。C. 执行到ENDDO时，首先判断表达式的值，然后再返回DO WHILE语句异步电动机闭环变压调速系统不同于直流电动机闭环变压调速系统的地方是：静特性左右两边都有极限，不能无限延长，它们是额定电压下的机械特性和最小输出电压 下的机械特性。当负载变化时，如果电压调节到极限值，

34、闭环系统便失去控制能力，系统的工作点只能沿着极限开环特性变化。根据4-4a可以画出静态结构框图，如图4-5所示。图中，为晶闸管交流调压器和触发装置的放大系数：，为转速反馈系数；ASR采用PI调节器；是式4-3所表达的异步电动机机械特性方程式，它是一个非线性函数。【答案】D3数据库系统是由_计算机系统_、_数据库_、_数据库管理系统_和_有关人员_组成的具有高度组织性的总体。2数据处理技术大致经历的三个发展阶段是_人工_、_数据库系统_和_文件_。B. 数据库技术的根本目标是要解决数据的共享问题【答案】DASR【答案】337.201图4-5 异步电动机闭环变压调速系统的静态结构框图稳态时，,根据

35、负载需要的n和可由式4-3计算出所需的 以及相应的。四、简答（总计30分）D. 使用HAVING子句的作用是限定分组的条件4.3 闭环变压调速系统的近似动态结构框图对系统进行动态分析和设计时，须先绘出结构框图。由图4-5可以直接画出如图4-6所示的动态结构框图。其中多数环节的传递甘薯可以很容易地写出来，只有异步电动机传递函数的推导须费一番周折。图4-6 异步电动机闭环变压调速系统的动态结构框图MA异步电动机 F|BS测速反馈环节转速调节器ASR常用PI调节器，用以消除静差并改善动态特性，其传递函数为晶闸管交流调压器和触发装置的输入-输出关系原则上是非线性的，在一定范围内可假定为线性函数，在动态

36、中可以近似成一阶惯性环节，正如直流调速系统中的晶闸管触发和整流装置那样，传递函数可写成其近似条件是：，对于三相全波Y联结调压电路，可取=3.3ms，对其他形式的调压电路则须另行考虑。考虑到反馈滤波作用，测速反馈环节FBS的传递函数可写成异步电动机的动态过程是由一组非线性微分方程描述的，要用一个传递函数来准确地表示它的输入-输出关系是不可能的。在这里，可以先在一定的假定条件下，用稳态工作点附近的微偏线性化方法求出一个近似的传递函数。由式已知电磁转矩为当s很小时，可以认为 且后者相当于忽略异步电动机的漏感电磁惯性。在此条件下 （4-6）这就是在前述条件下异步电动机近似的线性机械特性。 设A为近似线

37、性机械特性上的一个稳态工作点，则在A点上 （4-7）在A点附近有微小偏差时，代入式6-6得 将上式展开，并忽略两个和两个以上微偏量的乘积，则 （4-8）从式7-8中减去式8-7，得 （4-9）已知转差率，其中是同步角转速，w是转子角转速，则 （4-10）将式4-10代入4-9，得 （4-11）式4-11就是在稳态工作点附近微偏量间的关系。 电力拖动系统的运动方程式为按上面相同的方法处理，可得到稳态工作点A附近的微偏量运动方程式为图4-7 忽略电磁惯性时异步电动机微偏线性化的近似动态结构框图将式4-11和式4-12的微偏量关系画在一起，即得异步电动机在忽略电磁惯性时的微偏性化动态结构框图，如图4

38、-7所示。 如果只考虑到之间的传递函数，可先取，图4-7中小闭环传递函数可变换成 于是，异步电动机的近似线性化传递函数为式中 -异步电动机的传递函数系数，-异步电动机拖动系统的机电时间常数，由于忽略了电磁惯性，只剩下同轴旋转体的机电惯性，异步电动机便近似成一个线性的一阶惯性环节。 最后，应该强调下，具体适用图4-6所示的动态结构框图时要注意下述两点：由于它是微偏线性化模型，只能用于机械特性线性段上工作点附近的稳定性判别和动态校正，不适用于起制动时转速大范围变化的动态响应。由于它完全忽略了电磁惯性，分析和计算有很大的近似性。5交流调压调速系统的建模与仿真5.1 交流调压调速系统的建模 （1）三相

39、电源的建模图5-1三相交流电源的模型三相电源要可以由三个独的单相交流电压源组成，如图5-1所示，一个单相交流电压源主要有三个参数，1、峰值电压Peak amplitude；2、相位Phase；3、频率Frequency。在此需要的是线电压380V，50Hz的交流电，顺因而每个交流电压源的幅应设为311V，频率设为50Hz，Va、Vb、Vc的相位分别设为0、-120和12（2）晶闸管三相交流调压器的建模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，单个晶闸管元件采用“相位控制”方式，利用电网自然换流。每对反并联晶闸管的仿真模型如图5-2所示。a）一对反并联晶闸管的仿真模型 b）一对反并联晶闸管的仿真模型符号图5-2 一对反并联晶闸管的仿真模型及其模块符号