直流电机开环调速系统的仿真

直流电动机开环调速系统仿真直流电动机开环调速系统原理1原理直流开环调速系统的电气原理如图1所示。直流电动机电枢由三相晶闸管整流电路经平波电抗器L供电，并通过改变触发器移相控制信号Uc调节晶闸管的控制角，从而改变整流器的输出电压实现直流电动机的调速。该系统的仿真模型如图2所示。在仿真中为了简化模型，省略了整流变压器和同步变压器，整流器和触发同步使用同一交流电源，直流电动机励磁由直流电源直接供电。图1直流开环调速系统电气原理图3移相特性2个参数的理论计算值Generator)的同步电压连接。触发器的控制角（alpha—deg端）通过了移相控制环节（shifter），移相控制模块的输入是移相控制信号Uc（图2中Uc），输出是控制角，移相控制信号Uc由常数模块设定。移相特性如图3所示。移相特性的数学表达式为UcUcaamaxmin9090在本模型中取30mina，VUcm10，所以Uca690。在电动机的负载转矩输入端TL接入了斜坡（Ramp）和饱和(Satutration)两个串联模块，斜坡模块用于设置负载转矩上升速度和加载的时刻，饱和模块用于限制负载转矩的2仿真过程2.1仿真原理如图2根据实验原理图在Matlab软件环境下查找器件、连线，接成入上图所示的线路图。图2直流电动机开环调速系统的仿真模型1、具体步骤a、点击桌面Matlab图标，打开Matlab软件，在工具栏里根据提示点击，再点击matlabhelp，打开一个对话框，点击里的newmodel，创建一个文件头为的新文件。b、点击View，LibraryBrowser，打开元器件库查找新的元器件。如果不知在哪里找到元器件，可以在里输入元器件的名称，键入ENTER即可查找。2、所用元器件及其参数设置a.ThreePhaseSourceb.Synchronized6-Pulsec.XYGraphf.Gain1e.DCMachineg.SeniesRLCBranchh.UniversalBridgei.MeanValuej.blockl.Saturationj.Ranpk.Fcnm.Uctl.ud13.3仿真结果根据上面的步骤查找器件，连线，可画出原理图，运行之后，得到如下波形。a.整流输出电压b.电枢两端电压c.电动机转速d.转矩转速特性e.电动机转矩曲线3仿真分析仿真的结果如图上图a,b,c,d,e所示。其中图中所示为整流器输出端的电压波形（局部），图4所示为经平波电抗器后电动机电枢两端电压波形，该波形较整流器输出端的电压波形脉动减少了许多，电压平均值在225V左右符合设计要求。图d所示为转速变化过程，在全压直接起动情况下，起动电流很大，在2.5s左右起动电流下降为零（空载起动），起动过程结束，这时电动机转速上升到最高值。在起动0.5s后加额定负载，电动机的转速下降，电流增加。图e所示为电动机的转矩变化曲线，转矩曲线与电流曲线成比例。图d给出了工作过程中电动机的转矩-转速特性曲线。通过仿真反映了开环晶闸管-直流电动机系统的空载起动和加载工作情况。4总结这次做的是直流电动机开环调速系统仿真，在之前学习自动控制原理和ProtelDXP课程时使用过Matlab软件，所以说这次使用相对来说比之前容易点。这次用Matlab软件进行仿真时，实验现象没之前那么容易观察到，但是波形图调节起来比较方便，没有太大的问题。但是对于元件参数的设置和计算，我不太熟悉，但是我在以后的练习中一定会注重提高自己在这方面的能力。在本次试验过程中，我学到了很多东西，专业课题设计是我们第一次接触到，我觉得还有很多东西值得去探索。参考文献：[1]陈伯时.电力拖动自动控制系统—运动控制系统第3版[M].北京：机械工业出版社,2007.[2]王兆安,黄俊.电力电子技术第4版[M].北京：机械工业出版社,2000.[3]任彦硕.自动控制原理[M].北京：机械工业出版社,2006.[4]洪乃刚.电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真[M].北京：机械工业出版社,2006.