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晶闸管开环直流调速系统的仿真

一、工作原理

晶闸管开环直流调速系统由整流变压器、晶闸管整流调速装置、平波电抗器、电动机

-发电机组等组成。

在本实验中，整流装置的主电路为三相桥式电路，控制电路课直接由给定电压Ug座

位触发器的移相控制电压Uct，改变Ug的大小即可改变控制角α，从而获得可调的直流电

压，以满足实验要求。实验系统的组成原理如图1所示。

图1晶闸管开环直流调速实验控制原理图

二．设计步骤

1主电路的建模和参数设置

开环直流调速系统的主电路由三相对称交流电压源、晶闸管整流桥、平波电抗器、直

流电动机灯部分组成。由于同步脉冲触发器与晶闸管整流桥是不可分割的两个环节，通常

作为一个组合体来讨论，所以讲触发器轨道主电路进行建模。

①三相对称交流电压源的建模与参数设置。首先从电源模块中选

取一个交流电压源模块，即，再用复制的方法得到三相电源的

另外两个电压源模块，并用模块标题名修改方法将模块标签分别改为“A相”、“B相”，“C

相”，然后从连接器模块中选取，按图1主电路图进行

连接。

为了得到三相对称交流电压源，其参数设置方法及参数设置如下。

双击A相交流电压源图标，打开电压源参数设置对话框，在A相交流电源参数设置中，

幅值取220V，初相位设置成0°，频率为50Hz，其它为默认值，如图2所示，B、C相交

流电源设置方法与A相基本相同，除了初相位设置成互差120°外，其它参数与A相相同。

由此可以得到三相对称交流电源。

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②晶闸管整流桥的建模和参数设置。首先从电力电子模块组中选取

中的，并将模块标签改成“晶闸管整流桥”，然后双击模块图标，打开整

流桥参数设置对话框，参数设置如图3所示。当采用三相整流桥时，桥臂数为3，A、B、

C三相交流电源接到整流桥的输入端，电力电子选择晶闸管。参数设置原则如下，如果是

针对某个具体的交流装置进行参数设置，对话框中的Rs、Cs、RVf应取该装置中晶闸

ON、

管元件的实际值，若果是一般情况，不针对某个具体的变流装置，这些参数可先取默认值

进行仿真。若仿真结果理想，就认可这些设置的参数，若仿真结果不理想，则通过仿真实

验，不断进行参数优化，最后确定其参数。这一参数设置原则对其他环节的参数设置也是

实用的。

图2A相电源参数设置图3整流桥参数设置

③平波电抗器的建模和参数设置。首先从元件模块组中选取

，并将标签改为“平波电抗器”，然后打开平波电抗器参数设置

对话框，参数设置如图4所示，平波电抗器的电感值是通过仿真实验比较后得到的优化参

数。

④直流电动机的建模和参数设置。首先从电动系统模块中选取

，并将模块标签改为“直流电动机”。直流电动机的励磁绕组“F+—F-”

接直流恒定励磁电源，励磁电源可从电源模块组中选取直流电压源

模块，即，并将电压参数设置为220V，电枢绕组“A+—A-”经平

波电抗器接晶闸管整流桥的输出，电动机经TL端口接恒转矩负载，直流电动机的输出参

数有转速n、电枢电流Ia、励磁电流If、电磁转矩Te，通过“示波器”模块观察仿真输出