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基于Matlab/simulink的转速电流双闭环直流调速系统的仿真

时间:2021-08-01 21:35:16

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基于Matlab/simulink的转速电流双闭环直流调速系统的仿真

一直流电动机由三相交流对称工频电源晶闸管整流供电,交流电压幅值为311V,直流电动机励磁电源为220V,直流电动机电枢绕组电阻为0.6Ω,电感12mH,励磁绕组240Ω,电感120mH,电枢绕组与励磁绕组互感为1.8H,平波电抗器为5mH,空载起动,在0.5s加入负载,转矩为171N·m。以该直流电动机为对象进行下述仿真:

双闭环电流直流调速系统是一种当前应用广泛,经济,适用的电力传动系统。它具有动态响应快、抗干扰能力强的优点,我们知道反馈闭环控制系统具有良好的抗扰性能,它对于被反馈环的前向通道上的一切扰动作用都能有效的加以抑制。采用转速负反馈和PI调节器的单闭环调速系统可以在保证系统稳定的条件下实现转速无静差。

但如果对系统的动态性能要求较高,例如要求起制动、突加负载动态速降小等等,单闭环系统就难以满足要求。这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流或转矩。在单闭环系统中,只有电流截止负反馈环节是专门用来控制电流的。但它只是在超过临界电流值以后,靠强烈的负反馈作用限制电流的冲击,并不能很理想的控制电流的动态波形,带电流截止负反馈的单闭环调速系统起动时的电流和转速波形当电流从最大值降低下来以后,电机转矩也随之减小,因而加速过程必然拖长。

为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用,在系统中设置了两个调节器,分别调节转速和电流,二者之间实行串级连接,即把转速调节器的输出当作电流调节器的输入,再用电流调节器的输出去控制晶闸管整流器的触发装置。从闭环结构上看,电流调节环在里面,叫做内环;转速环在外面,叫做外环。这样就形成了转速,电流双闭环调速系统。

仿真图

仿真波形

断开反馈的仿真:

断开反馈的波形:

通过波形对比,断开转速反馈之后,电路中只有电流反馈,为单闭环调节,波形如图所示,与实验一相比波形近似,与双闭环相比较少了一个转速负反馈调节器,不讨论转速调节器饱和与否,波形大致相同。

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