他励直流电动机串电阻他励直流电动机串电阻分级启动系统仿真分级启动系统仿真直流调速系统控制方案根据电动机的转速表达式：可以看出，直流电动机调节转速有以下三种方法：（1）调节电枢电压调速；（2）改变电动机励磁调速；（3）改变电枢回路电阻调速。edddCRiun电动机接到规定电源后，转速从0上升到稳态转速的过程称为启动(starting)过程。合闸瞬间的启动电流很大可达(10-20)INn=0,Ea=CeΦn=0，Ia=(U-Ea)/Ra=U/Ra这样大的启动电流会引起电机换向困难，并使供电线路产生很大的压降。因此必须采取适当的措施限制启动电流。对启动的要求：（1）最初启动电流Ist要小；（2）最初启动转矩Tst要大；（3）启动设备要简单和可靠。直流电动机的启动方法a.电枢回路串电阻启动b、他励电动机降压启动最初启动电流：Ist=U/(Ra+Rst)最初启动转矩：Tst=CtΦIst1.为了在限定的电流Ist下获得较大的启动转矩Tst，应该使磁通Φ尽可能大些，因此启动时串联在励磁回路的电阻应全部切除。2.有了一定的转速n后，电势Ea不再为0，电流Ist会逐步减小，转矩Tst也会逐步减小。3.为了在启动过程中始终保持足够大的启动转矩，一般将启动器设计为多级，随着转速n的增大，串在电枢回路的启动电阻Rst逐级切除，进入稳态后全部切除。4.启动电阻Rst一般设计为短时运行方式，不容许长时间通过较大的电流。直流电机模型直流电动机模型如图所示，图中F+和F-是直流电机励磁绕组的连接端，A+和A-是电机电枢绕组的连接端，TL是机械负载输入端，该端的输入有两种选择，负载转矩和设定速度。m端用于输出电机的内部变量和状态，可以输出电机的转速，电枢电流、励磁电流和电磁转矩4项参数。仿真所用模块信号分解Mux放大器Gain直流电源DCVoltageSource直流电动机DCMachine阶跃信号Step断路器Breaker示波器Scope电阻R电压测量VoltageMeasurement建立仿真模型设置仿真参数波形观察与参数校验InducedEMF:Eo=240-16.2*0.6=230.3VPe=230.3*16.2=3731WFieldcurrent:If=240/240=1AEo=w*Laf*If--->w=(Eo/La*If)speedw=230.3/1.8=127.7rad/s=1220r/minNominaltorque:Te=Pe/w=3731/127.7=29.2N.m图2电机启动仿真模型仿真建模仿真参数设置直流电动机电压240V电枢电阻Ra=0.6Ω励磁电阻240Ω电枢电感La=0.012H励磁电感120H转动惯量J=1kg*m2负载TL=0.2287*w粘滞摩擦系数Bm=0极对数P=2切断时间T1=2.8sT2=4.8sT3=6.8s分级电阻R1=3.66ΩR2=1.64ΩR3=0.74Ω
