華東交通大學理工學院課程設計報告

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第一章 課程設計內容及要求

1. 直流電動機的機械特性仿真；

2. 直流電動機的直接起動仿真；

3. 直流電動機電樞串聯電阻啟動仿真；

4. 直流電動機能耗制動仿真；

5．直流電動機反接制動仿真；

6. 直流電動機改變電樞電壓調速仿真；

7. 直流電動機改變勵磁電流調速仿真。

要求：編寫M文件，在Simulink環境畫仿真模型原理圖，用二維畫圖命令畫仿真結果圖或用示波器觀察仿真結果，并加以分析

直流電動機的電力拖動仿真繪制

1)直流電動機的機械特性仿真

clear;

U_N=220;P_N=22;I_N=115;

n_N=1500;R_a=0.18;R_f=628;

Ia_N=I_N-U_N/R_f;

C_EPhi_N=(U_N-R_a*Ia_N)/n_N;

C_TPhi_N=9.55*C_EPhi_N;

Ia=0;Ia_N;

n=U_N/C_EPhi_N-R_a/(C_EPhi_N)*Ia;

Te=C_TPhi_N*Ia;

P1=U_N*Ia+U_N*U_N/R_f;

T2_N=9550*P_N/n_N;

figure(1);

plot(Te,n,'.-');

xlabel('電磁轉矩Te/N.m');

ylabel('轉矩n/rpm');

ylim([0,1800]);

figure(2);

plot(Te,n,'rs');

xlabel('電磁轉矩Te/N.m');

ylabel('轉矩n/rpm');

hold on;

R_c=0;

for coef=1:-0.25;0.25;

U=U_N*coef;

n=U/C_EPhi_N-(R_a+R_c)/(C_EPhi_N*C_TPhi_N)*Te;

plot(Te,n,'k-');

str=strcat('U=',num2str(U),'V');

s_y=1650*coef;

text(50,s_y,str);

end

figure(3);

n=U_N/C_EPhi_N-(R_a+R_c)/(C_EPhi_N*C_TPhi_N)*Te;

plot(Te,n,'rs');

xlabel('電磁轉矩Te/N.m');

ylabel('轉矩n/rpm');

hold on;

U=U_N;R_c=0.02;

for R_c=0:0.5:1.9;

n=U/C_EPhi_N-(R_a+R_c)/(C_EPhi_N*C_TPhi_N)*Te;

plot(Te,n,'k-');

str=strcat('R=',num2str(R_c+R_a),'\Omega');

s_y=400*(4-R_c*1.8);

text(120,s_y,str);

end

ylim([0,1700]);

figure(4);

R_c=0;

n=U_N/C_EPhi_N-(R_a+R_c)/(C_EPhi_N*C_TPhi_N)*Te;

plot(Te,n,'rs');

xlabel('電磁轉矩Te/N.m');

ylabel('轉矩n/rpm');

hold on;

U=U_N;R_c=0.02;

for R_c=0.5:0.25:1.3;

C_EPhi=C_EPhi_N*coef;

C_TPhi=C_TPhi_N*coef;

n=U/C_EPhi_N-(R_a+R_c)/(C_EPhi_N*C_TPhi_N)*Te;

plot(Te,n,'k-');

str=strcat('\phi=',num2str(coef),'*\phi_N');

s_y=900*(4-coef*2.2);

text(120,s_y,str);

end

a)固有機械特性 b)降低電樞電壓人為機械特性

c) 增加電樞電阻人為機械特性 d) 改變磁通人為機械特性

直流電動機直接起動仿真

直流電動機直接起動時，起動電流很大，可以達到額定電流的10-20倍，由此產生很大的沖擊轉矩。適用Simulink對直流電動機的直接起動過程建立仿真模型，通過仿真獲得直流電動機的直接起動電流和電磁轉矩的變化過程。

他勵直流電動機直接起動仿真模型原理圖

直流電動機模塊參數設置圖 直流電源模塊參數設置圖

定時模塊參數設置圖

開關模塊參數設置圖

他勵直流電動機直接起動轉速—電流關系仿真結果

他勵直流電動機直接起動仿真結果

3)直流電動機電樞串聯電阻啟動仿真

建立他勵直流電動機電樞

總結

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