单闭环直流电机调速Simulink仿真

直流调速系统及其仿真

首先，我先大致讲一下电机调速的基本原理：

01()d d n a U E I R R R =+++（1）

d E I R =+

e e E C n K n ==Φ（2）

3）

直流他励电动机供电原理图

由此公式可知直流他励电动机调速方法有： （1） 改变电枢供电电压的调速 （2） 减弱励磁磁通的调速 （3） 改变电枢回路电阻调速

由晶闸管整流装置给直流电动机供电的调速系统简称为V-M 系统，今天我们选用的就是

改变电枢电压的V-M 调速系统。

n

U

闭环系统的结构图

电压比较环节 *

n n n U U U =- 放大器 ct p n U K U = 晶闸管整流器及触发装置 0d s ct U K U = V-M 系统开环机械特性 0d d e e

U I R E n C C -=

=

DC

a

1

E

Φ

速度检测环节 22n tg etg U U C n n ααα===

式中，p K 为放大器的电压放大系数；s K 为晶闸管整流器及触发装置的电压放大系数；2α为反馈电位器分压比；etg C 为测速发电机额定磁通下的电动势转速比；2etg C αα=为转速反馈系数。

以上就是单电机比较简单的理论，下面我要向大家介绍一下无静差转速负反馈调速系统的构成、建模及仿真。单闭环无静差转速负反馈调速系统的电气原理图如图所示：

系统的建模包括主电路的建模和控制电路的建模两部分。

该系统由给定、速度调节器、同步脉冲触发器、晶闸管整流桥、平波电抗器、直流电动机、速度给定环节、限流环节等部分组成。 （一）

三相交流电源

A超前C120度，C超前B120度。

同步脉冲触发器和封装之后的子系统符号

六脉冲触发器需要用三相线电压同步，所以同步电源的任务是将三相交流电源的相电压转换成线电压。图中触发器开关信号block为0时，开放触发器；为1时，封锁触发器。

晶闸管整流桥及其参数设置

直流电机模块

PID 模块及其参数设置

PI 的控制器可以通过现有的PID 模块进行设置。

限幅器模块及其参数设置

通过对ct U 参数变化范围的探索而知：在单闭环无静差系统中，当ct U 在110~207范围内变化时，同步脉冲触发器能够正常工作；当ct U 为110时，对应的整流桥输出电压最大；而；而207对应的输出电压最小。为此，我们将限幅器的上、下限幅值设置为[97,0],用加法器加上偏置“-207”后调整为[-110,-207],再经反相器转换为[110,207]。这样通过限幅器、偏置、反向器等模块的应用，就可将速度调节器的输出限制在使用同步脉冲触发器能够正常工作的范围之内了。

系统的给定信号设置为150rad/s,p K =2，n =40，平波电抗器电感5e-3H ，其他的参数和上一系统的参数一样。 （二）

仿真中所选择的算法为ode23s ，仿真start time 设为0，Stop time 设为3。 （三）

当建模和参数设置完成后，即可开始进行仿真。单闭环无静差转速负反馈调速系统的电流和转速曲线。

观察无静差系统的仿真结果，可以看出结果还是能满足要求的。电流开始有一个突变，不过随着转速的增加电流在逐渐减小，转速经过PI 调节器进行调节。

通过对给定信号参数变化范围的探索，得出给定信号可在0~170rad/s 内连续可调，且能够实现无静差调速。