逻辑控制无环流直流可逆调速系统123的仿真Word文档下载推荐.docx

1、5.3 系统主要环节的仿真参数 195.3.1 系统主要环节的仿真参数 195.3.2 仿真波形及分析 20逻辑控制无环流直流可逆调速系统的仿真一 引言本文介绍了逻辑无环流可逆直流调速系统的基本原理及其构成，并对其控制电路进行了计算和设计。运用了一种基于Matlab的Simulink和Power System工具箱、面向系统电气原理结构图的仿真新方法，实现了转速电流双闭环逻辑无环流直流可逆调速系统的建模与仿真。重点介绍了无环流逻辑切换装置及其建模，给出了直流可逆调速系统的仿真模型和仿真结果，实验结果表明仿真结果非常接近理论波形，可信度较高。关键词: 直流电机；环流；逻辑无环流可逆调速；Matl

2、ab仿真二 MATLAB的介绍2.1 MATLAB的介绍MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称。MATLAB 是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。使用 MATLAB，您可以较使用传统的编程语言（如 C、C+ 和 Fortran）更快地解决技术计算问题。MATLAB 的应用范围非常广，包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。此高级语言可用于技术计算此开发环境可对代码、文件和数据进行管理交互式工具可以按迭代的方式探查、设计及求解问题数学函数可用于线性代数、统计、傅立

3、叶分析、筛选、优化以及数值积分等二维和三维图形函数可用于可视化数据。2.2 MATLAB（Sumilink）的介绍MathWork开发的Sumilink是MATLAB里的重要软件工具之一，其主要的功能是实现动态系统建模、仿真与分析，从而在实际系统制作出来之前，可以预先对系统进行仿真与分析，并可以对系统做适当的实际修正或者按照仿真的最佳效果来调试及整定控制系统的参数，以提高系统的性能，减少系统设计过程中反复修改时间，实现高效率地开发系统的目标。实际的鼠标操作是用其点击与拖曳功能。根据实际工程中控制系统的具体构成。将上述模块库中提供的各种标准模块复制到Simulink的模型窗口“untitled”

4、中，再用Simulink的连线方法连接成一个完整的Simulink动态结构图。在构建完一个模型以后，可以通过Simulink的菜单或者在MATLAB命令里窗口键入命令来对系统进行仿真机分析其动态特性。对于使用者而已，菜单方式交互性强，非常方便；而命令方式对于运行某方面的仿真程序时非常有用的。其次，Simulink内置有各种分析工具：多种仿真算法、系统线性化、寻找平衡点等，都是非常先进而使用的。还有，采用Scop示波器模块与其他的画图模块，可以在仿真进行的同时，就观看到仿真结果。三 无环流可逆调速系统3.1 无环流可逆调速系统简介许多生产机械要求电动机既能正转，又能反转，而且常常还需要快速的启动

5、和制动，这就需要电力拖动系统具有四象限运行的特性，也就是需要可逆的调速系统。采用两组晶闸管反并联的可逆调速系统解决了电动机的正、反转运行和回馈制动问题，但是，如果两组装置的整流电压同时出现，便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称做环流。这样的环流对负载无益，因此应该予以抑制或消除。逻辑无环流系统目前生产中应用最为广泛的可逆系统，当一组晶闸管工作时，用逻辑电路封锁另一组晶闸管的触发脉冲，使它完全处于阻断状态，确保两组晶闸管不同时工作，从根本上切断了环流的通路，这就是逻辑控制的无环流可逆系统。3.2 逻辑无环流调速系统主电路和系统控制电路的系统组成主电路采用两组晶闸管装置反并联

6、线路；由于没有环流，不用设置环流电抗器；仍保留平波电抗器 Ld ，以保证稳定运行时电流波形连续；控制系统采用典型的转速、电流双闭环方案；电流环为内环，转速环为外环。为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，即分别引入转速负反馈和电流负反馈。电流环分设两个电流调节器，1ACR用来控制正组触发装置GTF，2ACR控制反组触发装置GTR。 速度环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电力电子变换器。为了保证不出现环流，设置了无环逻辑控制环节DLC，这是系统中的关键环节。它按照系统的工作状态，指挥系统进行正、反组的自动切换。3.3

7、 逻辑无环流调速系统的原理图图4.1 逻辑控制器调速系统的原理图（ TG：永磁式直流测速发电机；DLC：逻辑控制器；TA：三相电流传感器；ASR：转速调节器 ；Ld：平波电抗器；ACR：电流调节器； TR：联接的三相整流变压器；U：三相整流桥；GTR、GTF为正反组晶闸管触发电路； A:反相器）3.4 逻辑无环流系统工作原理逻辑控制无环流可逆调速系统中，采用了两个电流调节器和两套触发装置分别控制正、反组晶闸管。实际上任何时刻都只有一组晶闸管在工作，另一组由于脉冲被封锁而处于阻断状态，这时它的电流调节器和触发装置都是等待状态。采用模拟控制时，可以利用电子模拟开关选择一套电流调节器和触发装置工作，

8、另一套装置就可以节省下来了。（1）正向运行：当开关S与+10V接通时，Usn的极性为（+），在起动过程中Un=（Usn-Ufn）0,使Usi呈（+）极性，设此时逻辑控制器LC发出的控制器Uc1为“1”，正组处于工作状态；Uc2为“0”，反组处于封锁阻断状态；并设此时电枢电流Id极性为（+），电动机正转。系统处于正向运行状态。（2）反向运行：当S突然与+10V断开，而与-10V接通，此时Usn极性变号成为（-）极性，而电动机依靠惯性仍在正向运行，因而Usn极性未变仍是负极性；这样使Un变为数值较大的负电压Un0时，UT=1，当Ui*0正向转矩Ui*0 正向电流Ui正向起动有电流正向运行有电流1正

9、向制动本桥逆变有电流0时，UT=1；当Ui 0时，UT=0。 零电流检测。当有电流即Ui 0时，UI=0；当电流为零（Ui =0）时，UI=1。表3-2 逻辑真值表5在滞环控制模块（Relay）的设置如图4-4所示。a）转矩极性检测 b）零电流检测图5-4 电平检测对话框（2） 逻辑判断电路按表3-1可以得到逻辑控制器输入和输出的逻辑关系表达式为（用与非门实现） （4-1） （4-2） 逻辑判断电路由与非门YF1YF4（见图4-3）组成，其输入为转矩极性和零电流信号UT、UI；输出为逻辑切换信号UF、UR。（3） 延时电路逻辑判断电路发出切换指令后还不能立即改变整流器工作状态，因为在检测到电流为零时，电枢电流还不一定真正到零，必须延迟3ms（关断延时