Matlab直流调速系统仿真

1、MATLA的真技术大作业实验报告题目：直流调速系统仿真永磁直流电机参数如下：电枢电阻0.2Q电枢电感2.4mH,电动势系数0.1V/rpm,转动惯量0.43kg?m2。仿真中其余电机参数设置为0。电机负载情况如下：01s,电机空载，即负载转矩TL为0;1s2s,电机满载运行，负载转矩TL为145N?m。两IGBT该电机由降压变换器供电。斩波器使用两个IGBT及其反并联二极管构成单相桥臂,个IGBT的驱动信号互补，如下图所示。开关频率2.5kHz,输入电压600V,通过改变导通占空比而改变电机端电压（即PWM方式工作）。仿真使用ode23t1、电机开环特性通过斩波器给电机供电，电机端电压平均值4

2、20V,计算PWM脉冲占空比。画出转速的波形，画出电机电枢电流的波形。记录电机起动时的最大电流，记录负载时的稳态电枢电流。根据仿真结果求出空载和负载时的转速。（注意电机模型m端口输出的转速单位是rad/s,请将其转为以rpm为单位的波形。）uneiUed*-SimulinkXIFilffdtViwRifptfryOdayrarn与即3口第帆反£3.Hflp国口言昌-届，嗓40方.©-恬iifc-三一建”uirlitlfiJResdyView5warnings100%ode23t斩波器的占空比为Vo/Vd,也就是以下为转速波形以及电枢电流波形图（经过单位换算，单位为rpm）蝠

3、gUA|A|奈0.1ffl叼uu-Mm、1;"3500/1tJUtNJJiOtWm产La.tjUU0£040t6Ufl11.2ik"Read/SampleE>ase(T=2.(J0DToolsViewSimuldtion不Scope2一口XFileTooHViewSimulationHelp勺©网整手国，<Armaturecurrentis(A)>16001400OOO10031600eoo400加0r_J11D020.40.SDU31l12141.61.82Samplebas&cT=2.0£l03）记录电机起动时的最

4、大电流，记录负载时的稳态电枢电流。*5.copeZfileJ-m-IsSimulationHelp+CursoriMsasuremanits<Armaturecurrentia(A)>由14001200idoo800004002000.5窜Settings®Screencursors团Honzcmtal口VerticalOWaveformcursorsLockcursorspacing口SnaptodatatMeasjuremenlsTlIIW-Vallie15334421AT1/ATay/at1451888AY1.2®9e+03ReadySamplebase-

5、cT=2.MD由图可知：电机起动时的最大电流为1452A,负载时的稳态电枢电流为153A。4）根据仿真结果求出空载和负载时的转速。£ileJoolsiewSimuhtionH&P©”咨®up台，5-手G辛TCursorMeasurements-4500tSettingsEltMeasurementsTime41999843M8e+02SampleT-2DQReady®Screencursors0Horizontal口VerticalOWavefonncursors口lockcursorspacingsnaptodalaValue3B99174SO

6、D1/ATAY/AT空载时转速：4200rpm负载时转速：345.149rad/s=3900rpm。2、转速闭环控制为了改善电机调速性能，对该直流电机系统加入转速闭环控制。转速控制器使用比例-积分控制器，转速指令为4200rpm,控制器输出量为斩波器的调制波（即占空比）。调节控制器的比例和积分环节参数以实现较好的动、静态性能。画出转速的波形，画出电机电枢电流的波形。记录电机起动时的最大电流，记录负载时的稳态电枢电流。untidy*SimulintXFileEditViewDisplayDiagramSi<nuulati&n>AnalysisCodeToolsHelp同口|抹

7、兽。J（102回，IF0JMi，untitledBMdyViewiwarnings1OT%c?de23t选取p=1,|=7,5得到如图所示图形，可得转速波形以及电枢电流波形如下图所示主ScpeZ=XfileJoolsViewSimulationHMp叁.噂0a2*字够:¥cursoriMeasurementsxrSettings®Screencursors回HDraontal口vertrcalQWavetormcursors Lockcursorspacnng SnaptodatatMeasu已menHsTime-Value1|_160.4352_2388372AT-AY2

8、.22Be+031MT一AY/AT一Rea®Samplebase<T=2,tt）C记录下电机起动时的最大电流I=2388.372A,负载时的稳态电枢电流I=160.435A。3、改善电机起动特性电机起动时有很大的冲击电流。通过将转速指令值用斜坡函数给定的方法，限制电机的起动电流。画出转速的波形，画出电机电枢电流的波形。记录电机起动时的最大电流。1）在上题中加入一个斜坡函数，制定其斜率为k=15000,限制电机的起动电流，得到如下图所示的转速波形以及电枢电流波形。2）记录下电机起动时最大电流为1201.95A,可以明确看到，电机起动时的最大电流有着明显的改善。%untittod-Sbx4nkM2大We2warring100%4、简化降压斩波器有时候为了节约成本，降压斩波器只使用一只IGBT和一只二极管，如下图所示。用这个降压斩波器替换第3问的相应部分，并再次进行仿真。画出电机电枢电流的波形，并与第3问的波形进行比较。将波形图的图像输出如下，通过与以上图形进行比较，得到如下结论：电流的反应时间上升，不能更好的对电路的输入波形进行调控，但是起动电流有微小的下降趋势，在