V-M双闭环直流可逆调速系统建模与仿真分析

"V-M双闭环直流可逆调速系统建模与仿真实现电力拖动课程设计，基于MATLAB平台进行。" V-M系统，即电压-电机控制系统，是一种广泛应用的直流调速系统，通常由晶闸管整流器和直流电动机组成。这种系统在调速性能和稳定性上表现出色，是电力传动控制系统中的基础。直流电动机因其优良的起动和制动特性，以及能在宽范围内平滑调速，被广泛采纳。调速系统对于许多电力拖动系统至关重要，因为它可以通过控制转速来调整系统的运行状态。 V-M系统的运作原理如图1-1所示，其中控制电压[pic]能够影响触发装置GT输出脉冲的相位，进而控制晶闸管整流器VT的瞬时电压[pic]，最终调整平均整流电压[pic]。理想状态下，整流电压和控制电压之间的关系为线性，具体由公式(1-1)表达。通过调节[pic]，可以改变电动机的反电动势[pic]、整流电流瞬时值[pic]和主电路参数，如总电感[pic]和总电阻[pic]，这反映在瞬时电压平衡方程式(1-2)中。 为了简化分析，可以将整流装置内阻[pic]视为负载的一部分，构建等效电路图1-2。利用触发脉冲延迟角[pic]可以控制整流电压平均值[pic]，这是晶闸管整流器的主要特征。公式(1-3)给出了全控整流电路中，电流连续时，控制角[pic]对整流电压的影响。 进入V-M双闭环可逆直流调速设计部分，系统采用转速和电流两个闭环，电流环(ACR)作为内环，转速环(ASR)作为外环。电流环用于快速响应和稳定电流，转速环则确保电机的精确速度控制。两环串联，电流调节器的输出作为转速调节器的输入，最后通过转速调节器的输出调控电力电子变换器UPE，改变电机转速。电流和转速反馈电路的加入保证了电动机在运行过程中无静差。 如图2-1所示，系统电气原理图清晰地展示了这种双闭环结构。控制环节的设计旨在优化系统的动态和静态性能，确保电机能够按照设定指令准确、快速地运行。通过这样的设计，V-M双闭环直流可逆调速系统能够在MATLAB环境下进行详细的建模仿真，为电力拖动课程设计提供了实践平台。