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1、MATLAB仿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O.lV/rpm,转动惯量0.43kg-m2o仿真中其余电机参数设置为0。电机负载情况如下:0〜Is,电机空载,即负载转矩TL为0;ls~2s,电机满载运行,负载转矩TL为145N-mo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,两个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IGBT导通占空比而改变电机端电压(即PWM方式工作)。仿
2、真使用ode23t求解器。1、电机开环特性通过斩波器给电机供电,电机端电压平均值420V,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。)解:1)斩波器的占空比为Vo/Vd,也就是D=^=第=70%2)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);Scope2FileToolsViewSimulationHelp-□X◎-@0•
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5、乍尬・ReadySamplebasecT=2.0003)记录电机起动时的最大电流,记录负载时的稳态电枢电流。"Scope2FileToolsViewSimulationHelp_□X*◎・Ia@»•二•=•tn■李e♦▼CursorMeasurements帀x▼Settings1600140012001000♦Measurements80060040000.5Ready1/ATAY/AT112AT®Screencursors
6、0Horizontal口VerticalOWaveformcursors□Lockcursorspacing□SnaptodataTimeValue1533441451888AY1299e*03Samplebase(T=2000rfl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。*ScopeFileToolsViewSimulationHelp-□X最x"45002t▼CursorMeasurements-4000Ready▼Settings©Screencur
7、sors0Horizontal□VerticalOWaveformcursors□Lockcursorspacing□Snaptodata▼MeasurementsTimeValueAY/AT0.5A1-5SamplebasecT=2000空载时转速:4200rpm负载时转速:345」49rad/s=3900rpirio2、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4200「pm,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
8、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。选取P=b1=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4200「pm,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。选取P=b1=7.5得到如图所
9、示图形,可得转速波形以及电枢电流波形如下图所示FileToolsViewSimulationHelp$▼CursorMeasurements▼Settings@)Screencursors□Horizontal□VerticalOWaveformcursors□Lockcursorspacing□Snaptodata■MeasurementsTimeValue1
10、一60.4352;-2388372AT一AY2228e+031/AT一AY/AT一ReadySamplebasecT=2.0
11、00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1=160.435A03、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