系统解决方案:直流电动机调速原理 单独励磁直流电动机|启动,调速,制动原理和Simulink仿真
单独励磁直流电动机|启动,调速,制动原理和Simulink仿真
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两种启动方式:直接启动,分级启动;
3种速度控制方式:电阻速度控制,电压速度控制,弱磁速度控制;
2种制动方式:动态制动,反向制动
内容
0电机参数和负载条件
铭牌额定参数:
UN = 24V,IN =6.1A,PN = 137W,nN = 4200r / min,励磁电路的总电阻Rf =182Ω。
估算电机参数:
电枢电路的电阻Ra =0.126Ω;
电枢回路的电感La =3.578×10-3 H;
励磁回路电阻Rf =182Ω;
励磁回路电感Lf = 120 H;
励磁绕组与电枢绕组之间的互感系数Laf =0. 406 H
1开始1.1直接开始
将单独励磁的直流电动机的电枢绕组直接连接至额定电压的电源。此启动方法称为直接启动。在开始的时刻:
Ist = UNRa I_ {s t} = \ frac {U_ {N}} {R_ {a}} Ist = Ra UN
电枢回路电阻Ra {R_ {a}} Ra非常小,因此启动电流非常大。
1.2分层开始
对比相同条件下的直接启动,可以发现启动电流明显降低:
2速度控制
情况:现在,我希望电动机以2000r / min的速度驱动负载。三种方法用于完成计算和仿真直流电动机调速原理,如下所示:
2.1阻力速度调节
Rc——电枢电路的串联电阻,待计算;
已解决,Rc =2.01Ω
因此,如果电动机以2000r / min的速度驱动负载,则电枢电路中应串联电阻Rc =2.01Ω。
在这种情况下,仿真结果如下:
此时的机械特性曲线为
绘制此时的机械特性曲线和原始机械特性曲线。调整串联电阻速度后发那,机械特性曲线的斜率发生变化,与纵轴的交点不变。
2.2电压速度调节
U'-调整后的电枢电压;
已解决,U'= 1 1.83V
因此,如果希望电动机以2000r / min的速度驱动负载,则应调整电枢电压U'= 1 1.83V。为了便于调整,此处大约为U'= 12V。
此时的机械特性曲线为
在这种情况下,仿真结果如下:
绘制此时的机械特性曲线和原始的机械特性曲线,调整电压后机械特性曲线的斜率不会改变,速度沿纵轴方向移动。
2.3弱磁速度调节
在励磁电路中串联一个电阻以改变励磁电流,从而改变磁通量。通常直流电动机调速原理,它只能减弱磁通量并将速度调整到额定速度以上。因此,不可能单独使用弱磁调速来使电动机拖动负载以2000r / min的速度运行。
场景:在1 1.83V的电枢电压下,拖曳负载以2000r / min的速度运行,并在0s处将100Ω电阻连接到励磁电路以观察速度变化。
3制动3.1动态制动
场景:现在,电动机电枢电压1 1.83V博世力士乐变频器,降压调速,以2000r / min的速度运行,增加了阻力负载。现在需要电动机以500r / min的速度释放重物,这是通过动态制动实现的。
已解决,Rc =0.33Ω
因此,有必要连接Rc =0.33Ω电阻进行动态制动。
Matlab仿真结果如下:
3.2反向连接制动器
([1)速度反向连接
方案:电动机电枢电压为1 1.83V,降低电压并调整速度,并以2000r / min的速度运行以增加阻力负载。现在要求电动机以500r / min的速度释放重物,然后反转以实现制动。
已解决,Rc =2.283Ω
此时绘制机械特性曲线
([2)电压反向连接
场景:电动机电枢电压为1 1.83V,降低电压并调整速度,并以2000r / min的速度运行以增加阻力负载。现在要求电动机换向以3000r / min的速度释放重物,并将电压反向制动。
已解决,Rc =0.786Ω
绘制机械特性曲线,
参考资料
[1]陆建康。电动机和电驱动简明教程[M]。西北工业大学出版社:西安,201 2.3
[2]乃钢。电力电子与电力驱动控制系统的MATLAB仿真[M]。机械工业出版社:北京,2006.1
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