电机顺序控制实验报告

电机顺序控制实验报告（精选4篇）

1.电机顺序控制实验报告 篇一

实验名称：电流、转速调速调节器设计

一、实验目的

1、掌握双闭环直流调速系统的稳态参数计算、系统的稳定性分析 2、了解用MATLAB软件工具对系统的电流环和速度环作PI调节器设计 3、熟悉对系统进行仿真的步骤和方法

二、实验过程 1、设计要求

（1）静态指标：无静差

（2）动态指标：电流超调量小于等于5%；空载启动到额定转速时的转速超调量小于等于10% 2、电流环设计

（1）确定时间常数：经计算得电流环小时间常数之和为0.0037s （2）选择电流调节器结构：采用PI调节器

（3）计算电流调节器参数：电流调节器超前时间常数为0.03s，ACR比例系数为1.013

（4）校验近似条件：均满足近似条件

（5）计算调节器电阻电容：按照计算得出的电阻电容参数，电流环可以达到的动态跟随性能指标为4.3%，小于5%，满足设计要求 3、转速环设计

（1）确定时间常数：经计算得转速环小时间常数之和为0.0174s （2）选择转速调节器结构：采用PI调节器

（3）计算转速调节器参数：ASR超前时间常数为0.087s，ASCR比例系数为11.7

（4）校验近似条件：均满足近似条件

工学院实验报告

（5）计算调节器电阻电容

（6）校核转速超调量：转速环可以达到的动态跟随性能指标为8.31%，小于10%，满足设计要求

4、电流闭环控制系统仿真图1电流环仿真模型

5、转速环仿真设计

图2 转速环仿真模型

6、不同PI参数下仿真图对比

表1中序号1为以KT=0.25的关系式按典型I系统设计得到PI调节器的阶跃仿真结果图，可以看出此时无超调、但上升时间长；序号2为以KT=0.5的关系式按典型I系统设计得到PI调节器的阶跃仿真结果图，可以看出此时超调量小、上升时间较短，兼顾了稳定性和快速性；序号3为以KT=1的关系式按典型I系统设计得到PI调节器的阶跃仿真结果图，可以看出此时上升时间短、但超调大；序号4为开环时仿真结果图，可以看出系统将不会达到稳态。因此序号2的电流、转速调速调节器的设计合理。

工学院实验报告

表1不同PI参数下仿真图对比

三、实验总结

通过本次实验，我掌握了双闭环直流调速系统的稳态参数计算、系统的稳定性分析，学会了使用MATLAB软件对系统的电流环和速度环作PI调节器设计，熟悉了对系统进行仿真的步骤和方法。

2.电机顺序控制实验报告 篇二

一、电机’>发电机密封油箱控制系统原理

在正常运行时, 密封油箱油位是根据电机’>发电机密封瓦的实际工况上下波动的。由于氢侧密封油有少量窜入空侧, 会使油箱油位降低, 当油箱油位降至液位信号测量筒中间位向下约90毫米时, 液位信号测量筒内的磁性浮子使测量筒内的“油位低”干簧管内接点接通, 通过电器回路打开补油电磁阀, 由空侧密封油泵出口向油箱补油, 同时向集控室BTG盘发“密封油箱油位低”信号。如果电磁阀失灵或故障致使油箱油位继续降低至液位信号测量筒中间位向下约180毫米时, 则向集控室BTG盘发出“密封油箱油位失控”报警信号, 提醒运行人员立即手动补油。正常补油电磁阀动作向油箱补油, 油箱油位上升至液位信号测量筒中间位向上约90毫米时, 液位信号测量筒内的磁性浮子使测量筒内的“油位高”干簧管内接点接通, 通过电器回路打开排油电磁阀, 向电机’>发电机密封油系统隔氢装置排油, 同时向集控室BTG盘发“密封油箱油位高”信号。如果电磁阀失灵或故障致使油箱油位继续上升至液位信号测量筒中间位向上约180毫米时, 则向集控室BTG盘发出“密封油箱油位失控”报警信号, 提醒运行人员立即手动排油。液位信号测量筒中间位也设有一“油位正常”干簧管, 用于补、排油电磁阀的复位。密封油箱测量筒采用的是连通器的原理, 在密封油箱的底部与顶部分别接出两个连通管与测量筒相连。测量筒中间一般采用有机玻璃材料, 目的是为了容易观察油位;为了便于和连通管焊接, 两头多采用碳钢材料, 这就留下了安全隐患。

为了使干簧管感应灵敏, 通常选用的测量筒中间浮子磁性很大。会出现这样的事故:当密封油箱油位升高时, 油位高干簧管闭合, 排油电磁阀打开排油, 但由于排油较慢, 油位继续升高到测量筒顶部, 这时测量筒浮子吸到测量筒顶部的碳钢上, 排油电磁阀一直向密封油系统隔氢装置排油, 油位下降时, 所有的干簧管无法感应到磁性, 都没有动作, 最终密封油箱排空, 造成密封瓦氢侧油压剧烈波动, 电机’>发电机内氢气从密封油箱经排油电磁阀窜至隔氢装置, 引起隔氢装置压力增高, 密封瓦空侧回油不畅, 便从密封瓦处大量涌出, 如不及时发现, 就会引起恶性事故。

二、干簧管故障分析及处理

是测量密封油箱液位信号的一次元件, 系统中共有5只, 安装于电机’>发电机密封油箱旁边的液位信号测量筒内, 分别测量油位高、油位正常、油位低等5个信号, 在触发相应的保护回路的同时, 向集控室BTG盘报警系统发送油位高、油位失控、油位低三个报警信号。干簧管是对磁性极为敏感的元件, 正常时干簧管的接点是断开的, 遇到磁性物体时接点闭合。系统运行中出现过以下故障:

1、干簧管长时间受磁铁影响, 自身带磁, 无论是否接触磁性物质, 接点都自动闭合, 造成信号误发和控制回路误动作。

2、干簧管处于交流220V电路中, 接点频繁动作造成接点积碳或烧蚀现象, 遇磁铁时接点无法闭合, 从而在密封油箱任何工况下都不能发出报警信号, 也无法触发保护回路, 造成油位失控。针对以上两种情况, 我们制定了相应的对策:每台机组小修时必须将5只干簧管全部更换, 干簧管必须牢固地焊接在保护回路中, 并且必须联系运行人员将保护回路及报警信号全部试验一遍。密封油箱控制系统运行中出现缺陷, 检修人员必须将5只干簧管全部检查一遍, 再联系运行人员将保护回路及报警信号全部试验一遍, 确保万无一失。

三、继电器故障分析及处理

继电器是密封油箱控制回路中重要的电器元件, 由它们来驱动油箱的补、排油电磁阀动作。改造前本系统采用的是电磁继电器, 电磁继电器是一种用电磁铁控制的电路开关, 由电磁铁、电源和电键组成控制电路。由电磁阀、强电电源和电磁继电器的触点部分组成工作电路。闭合控制电路电键, 电磁铁线圈中有控制电流通过时, 电磁铁就吸引衔铁, 使工作电路触点闭合, 电磁阀启动。断开控制电路的电键, 电磁铁失去磁性, 弹簧把衔铁拉起, 在触点处切断工作电路, 电磁阀停止工作。

由于继电器在正常运行中需要频繁动作, 而继电器触点处于交流220V回路中, 在断开、闭合的过程中很容易打火, 华能德州电厂#1-#4机组电机’>发电机密封油箱控制系统继电器都有不同积碳或烧蚀的现象, 触点闭合后电阻值增大, 使系统回路动作不正常;有时系统回路需要继电器一直带电, 继电器线圈长时间工作导致发热, 使线圈的绝缘电阻降低甚至烧毁, 从而使系统无法正常工作。因此每次检修中都要对继电器线圈和触点进行绝缘和电阻测试。

以上这些是电机’>发电机密封油控制系统在平时运行中故障率较高的几种情况, 系统手动补、排油的按钮极少出现故障, 因此不作为本文讨论的重点。当然每次系统维护检修时回路中元件、端子排接线都要做细致的检查, 确保接线牢固、可靠。安全经济, 对中小型水电站技术更新与改造, 提高自动化水平具有现实的指导意义。

摘要：本文简要介绍了电机'>发电机密封油箱控制系统的基本原理和结构特点, 并对实验教学中密封油箱控制系统在运行中出现的异常情况进行分析, 而且阐述了对异常问题的处理方法, 提出改进后的效果, 以增强学生在教学实践中提高动手能力。

关键词：密封油箱,控制系统,继电器,实验教学

参考文献

[1]国家电力公司标准《汽轮电机’>发电机运行规程》 (1999年版) 。

[2]东方电机厂《300MW氢冷电机’>发电机氢、油、水系统说明书》 (1996年版) 。

3.电机顺序控制实验报告 篇三

摘要：针对高速磁悬浮电机拖动系统中转子本身的不平衡振动和由于不对中导致旋转时产生二倍转频振动，提出一种基于FIR滤波器的自适应前馈控制方法，把转子之间的扰动看成是不同频率的扰动，对两轴建立数学模型，将自适应滤波器的输出作为补偿信号与扰动相抵消.通过广义根轨迹分析了加入了前馈控制后对磁轴承控制系统稳定性的影响，并分析了在不同步长不同阶数下自适应前馈控制器的性能.仿真结果表明，该方法能有效地抑电动机转子轴的基频和二倍频振动，在电机对拖实验中，当转速为10000r/min时，转子基频和二倍频振动增益分别减小12.ldB和19dB，位移跳动量降低了67.56%.

关键词：磁悬浮电机；不对中；FxLMS算法；多频率振动

DOI：10.15938/j.jhust.2015.02.006

中图分类号：TP273

文献标志码：A

文章编号：1007-2683（2015）02-0028-07

0 引 言

主动磁轴承（active magnetic bearings，AMB）因其无接触、无摩擦、无需润滑、长寿命和主动可控的优点，得到了越来越多的研究和应用.随着磁悬浮技术的日益成熟，磁悬浮电机被广泛应用到诸如磁悬浮鼓风机、磁悬浮压缩机等高速旋转机械装备领域.在旋转机械中，振动是广泛存在的，多频率振动多以倍频谐波或者独立无关形式存在.在一个测试电机性能的高速磁悬浮电机对拖系统中，两台电机分别作为主动和被动部件，转子由联轴器联接来传递扭矩，由于安装、制造和起浮的误差，两个电机的转子不能理想对中.在电机高速旋转时，转子不对巾会增大转子由于不平衡振动产生的转速同频振动，并且产生转速的二倍频振动，可以将转子二倍频比例值作为含有不对中故障转子严重程度的一个判断依据.由转子不对中引起的振动会增大控制电流和功耗，影响电机稳定性，不加以主动控制，严重的会使得转子碰到保护轴承，从而造成转子损坏，

基于FIR滤波器的白适应FxLMS算法由于结构简单，算法本身只有乘加运算，易于与标准DSP硬件匹配，系统存在建模误差时鲁棒性强等特点，已经广泛地应用与振动的主动控制和噪声的消除.魏彤等将FxLMS应用于控制力矩陀螺的精确前馈控制中，仿真证明可以抑制由于框架位移引起的振动，梁青等对FxLMS算法进行改进，在具有带通滤波器的系统上，在求出滤波器的输出的基础上，反解出电流值加入磁悬浮隔振器中，试验证明对隔振器中7Hz到15Hz的振动很有效果.ZENGER等证明了在控制系统中增加FxLMS算法的前馈通道的数量可以抑制多个不同频率的振动，但只有仿真缺乏实验验证.JIANG等利用频域分块LMS算法计算FIR滤波器权值，对多频率振动的抑制可以实现算法复杂度的不增加，但算法本身较复杂，不利于工程应用.上述这些文献里，着重描述了FxLMS算法的应用，欠缺对加入算法后对系统稳定性的影响，以及FIR滤波器长度和LMS算法步长等参数变化时不同控制效果的分析，

本文通过对FxLMS算法本身参数取值进行分析，并选择理想的参数，应用于磁悬浮电机的对拖试验平台.

1 对拖系统磁轴承转子模型

磁悬浮电机对拖系统的每个转子的径向由两个磁轴承支持，转子由柔性联轴器联接，当存在不对巾时，其相对位置示意图如图1所示，将其抽象为图2所示的力矩模型.

主动轴与被动轴之间的不对中夹角为.将被动轴投影到x-y平面后，投影轴与x轴的夹角为，电机的转矩T经过柔性联轴器传递到转子之后可以分解为两部分T2和T3：式中：T2为转矩；T3为垂直与转子方向的力矩.可以进一步分解为沿X轴和y轴的两个力矩：

Tx=Tsinacosp，Ty=Tsinasiβ.

（3）

根据欧拉运动方程，Tx、Ty、Tz还可以分别表示为：式中：ω为转子的角速度；Ti为转子绕轴i的转动惯量，i=X，y，z.由于转子仅有绕z轴的转动，所以上式可以简化为

Tcosa= /R8n，

（7）式中：IR为转子的极转动惯量；εR为转子的角加速度，对于具有夹角α的对拖系统，其角速度满足以下关系： 式中：ω为被动轴的角速度；ω为主动轴的角速度；θ为主动轴的转角，式（8）可以展开为：式中，n=1.2. 3…其中，A，B、C、D均为只与α有关的常数，当夹角α不变时，其值也可以视为不变.将式（10）带人式，并令θ=ΩT，可以得到输入转矩：可以看出，x、y方向上的转矩频率都为转速的2n倍关系，故角度不对中产生2n倍转频的振动.

2 自适应前馈算法

3 稳定性分析

本文采用前馈控制器对磁轴承控制系统进行补偿，其改变r原控制系统的前向通道，因此有必要对新的磁轴承控制系统的稳定性进行分析，单个的自适应滤波器输出Y（z）和单个频率误差E（z）之间的关系为：式中：函可以取-90°<φ<90°，一般的，可以取A=l.在原系统为稳定的基础上，加入前馈控制的主动控制系统的主导根轨迹图如下所示，仿真时转速设为0-500Hz，每次增加5Hz.图5（a）、（b）中，FxLMS滤波器的阶数为32，步长d分别为0.0001和-0.000I.从图5（a）中可以看出，在低速时，系统极点息都存虚轴左侧，说明系统稳定，而转速达到200Hz以L的时候，系统就出现了不稳定极点，而图5（b）中，在低速时，系统的根轨迹在虚轴右侧，在转速为250Hz时到达虚轴左边，为了解决磁轴承系统到达高速不稳定的问题，在图5（c）为根轨迹的系统中，将（a）、（1））两图的取值结合，在振动频率为0-200Hz的时候取“为正值，200-250Hz时，取“为0.250-500Hz.时取为负值，系统的根全部位于左半平面，则在整个频率范围系统是稳定的.

4 算法仿真和性能分析

4.电机顺序控制实验报告 篇四

姓名：肖燕平上机实验 一 Ex1_1 #include #define maxnum 20

typedef struct list_type { int data[maxnum];int length;}list_type;

void error(int a){ switch(a){

case 0:

printf(“nthe length of the data is too longn”);break;

case 1:

printf(“nthe place is wrongn”);break;} }

void creatlist(list_type *table)

//创建链表

{ int i;int k;table->length=0;printf(“nplease input the numbers of the datan”);for(i=0;i

scanf(“%d”,&k);

if(k==-1)

//输入-1则结束

break;

学号：2011019090028

}

} table->data[i]=k;table->length++;

while(k!=-1)//如果数据输入过长，则报错且重新输入数据

{ error(0);while(k!=-1)//防止接下来的程序变量得到错误的数据

{

scanf(“%d”,&k);} creatlist(table);} void showlist(list_type *table)//显示数据

{ int i;while(table->length<=0){

printf(“NO DATA”);

creatlist(table);

}

for(i=0;ilength;i++){

printf(“%d

”,table->data[i]);} printf(“nthe length of the data is %dn”,table->length);

}

void insertlist(list_type *table,int pla,int num)//插入一个数

{ int i;

while(pla<0||pla>table->length)//如果插入的位置不符合条件，则重新输入

{

error(1);

printf(“nplease input the place of the insert number againn”);

scanf(“%d”,&pla);

}

table->length=table->length-1;

pla=pla-1;

for(i=table->length;i>pla-1;i--)

{

table->data[i+1]=table->data[i];

}

table->data[pla]=num;

table->length=table->length+2;

}

void delete_list(list_type *table,int place)

//删除一个数

{ int i;while(place>table->length-1||place<1){

error(1);

printf(“nplease input the place of the delete number againn”);

scanf(“%d”,&place);

} for(i=place-1;ilength-1;i++){

table->data[i]=table->data[i+1];} table->length--;}

void main(){ int inse_place,inse_num;int del_place;

list_type table;

creatlist(&table);//创建顺序表

showlist(&table);//显示顺序表

printf(“nplease input the insert place and numbern”);scanf(“%d%d”,&inse_place,&inse_num);

insertlist(&table,inse_place,inse_num);

//插入一个数

printf(“nthe new list isn”);

showlist(&table);//显示插入数后的顺序表

printf(“nplease input the delete placen”);scanf(“%d”,&del_place);

//删除一个数 delete_list(&table,del_place);printf(“nthe new list isn”);showlist(&table);

}

输出数据：

1，不考虑边界情况

2，考虑边界

问题及解决方法

问题1：遗漏了某个变量而直接用

注意：对于变量，要那个变量则再来定义，定义后再用。

问题2：输入数据量大于19时，其余数字会赋给后程序的scanf。解决方法：利用另一变量k值，若k不等于-1则不允许程序往下走。

问题3：在print“NO DATA”后，程序依然往下走，不能重新录入数据。

解决方法：再调用输入数据函数，并且惯用while.问题还有很多，但忘了些。。。

心得体会：

1，在使用变量时，将要用哪个马上定义再使用。

2，error函数尽量写在所有函数之前。方便任一函数调用。3，对于printf函数，多用换行。

4，用scanf函数时，若输入数的量大于某一scanf的需求量，则要运用一函数消耗掉多余量，避免影响下面的函数，赋错值。

5，对于一些不符合要求的录入值，要习惯于重新调用输入函数或调用自我重新录入。

6，虽然自我的思考很重要，但还是要和同学讨论和交流算法。7,对于取值检验时，不能只取一种类型的数值或只随机取值，要注意取边界值和范围之外的值。

8，对于删除许多数时（例如把负数全部删除），要避免一次又一次的调用删除函数，防止出错。用x,y。Y首先比x前一位，若想<0，则y值赋给x。若不符合前提，令y往下走，至符合条件。

9，编程时，不要一来就写代码，一定要明确自己的步骤，在纸上写下来，用框图画好再写程序。