文档介绍：专业课程设计论文题目直流电动机开环调速系统仿真专业电气工程与自动化姓名何洋班级20010级二班学号4102直流电动机开环调速系统仿真摘要:直流电动机在工农业生产、人们日常生活中起着十分重要的作用。研究直流电机的控制和调速方法,对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。MATLAB仿真在科学研究中得到广泛应用,如何利用MATLAB仿真出理想的结果,关键在于如何准确的选择MATLAB的仿真。本文就简单的开环直流调速系统的MATLAB仿真这个例子,通过对MATLAB的仿真,得到不同的仿真结果。关键词:直流电动机调速;开环调速系统;MATLAB/SIMULINK仿真;1引言在现代生产过程中,许多电机要求在一定的范围内进行速度的平滑调节,并且要求有良好的稳态、动态性能。而直流电动机开环调速系统具有良好的启动,制动性能,适宜在大范围内平滑调速,在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到广泛的应用。从控制角度来看,直流调速还是交流拖动的基础。早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础,采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成,控制系统的硬件非常复杂,功能单一,而且系统非常不灵活、调试困难,阻碍的电动机控制技术的发展和应用范围的推广。随着模拟技术的逐渐成熟使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成,为直流电动机的控制提供了更大的灵活性,并使系统能够达到更高的性能,还能节省人力资源和降低系统成本,从而有效提高工作效率。事实上由于电机的容量较大,又要求电流的脉动较小,故采用三相全控桥式整流电路供电方案。为保证供电质量,应采用三相降压变压器将电源电压降低,为避免三次谐波电动势的不良影响,应采用△/Y接法。调压调速系统是在保持他励直流电动机的磁通为额定值的情况下,电枢回路不串入电阻,将电枢两端的电压(电源电压)降低为不同的值时,可以获得与电动机固有机械特性相互平行的人为机械特性,调速方向是基速以下,属于恒转矩调速方法。只要输出的电压是连续可调的,即可实现电动机的无级调速,而且低速运行时的机械特性基本保持不变,所以得到的调速范围可以达到很宽,而且实现可逆运行。转速、电流截止负反馈闭环系统既兼顾了启动时的电流的动态过程,又保证稳态后速度的稳定性,在起动过程的主要阶段,只有电流负反馈,没有转速负反馈。达到稳态后,只要转速负反馈,不让电流负反馈发挥主要作用很好地满足了生产需要。在可调速传动系统中,按照传动电动机的类型来分,可分为两大类:直流调速系统和交流调速系统。交流电动机直流具有结构简单、价格低廉、维修简便、转动惯量小等优点,但主要缺点为调速较为困难。相比之下,直流电动机虽然存在结构复杂、价格较高、维修麻烦等缺点,但由于具有较大的起动转矩和良好的起、制动性能以及易于在宽范围内实现平滑调速,因此直流调速系统至今仍是自动调速系统的主要形式。直流调速系统的发展得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、自动控制技术和微机应用技术的最新发展成就。正是这些技术的进步使直流调速系统发生翻天覆地的变化。其中电机的控制部分已经由模拟控制逐渐让位于以单片机为主的微处理器控制,形成数字与模拟的混合控制系统和纯数字控制系统,并正向全数字控制方向快速发展。电动机的驱动部分所用的功率器件亦经历了几次更新换代。目前开关速度更快、控制更容易的全控型功率器件MOSFET和IGBT成为主流。功率器件控制条件的变化和微电子技术的使用也使新型的电动机控制方法能够得到实现。脉宽调制控制方法在直流调速中获得了广泛的应用。。进入70年代以来,体积小、耗电少、成本低、速度快、功能强、可靠性高的大规模集成电路微处理器已经商品化,把电机控制推上了一个崭新的阶段,以微处理器为核心的数字控制(简称微机数字控制)成为现代电气传动系统控制器的主要形式。PWM常取代数模转换器(DAC)用于功率输出控制,其中,直流电机的速度控制是最常见的应用。通常PWM配合桥式驱动电路实现直流电机调速,非常简单,且调速范围大。在直流电动机的控制中,主要使用定频调宽法。。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。)的同步电压连接。触发器的控制角(alpha—deg端)