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1、基于MATLAB的直流电动机全压起动与调压起动的仿真及其对比基于MATLAB的直流电动机全压起动与调压起动的仿真及对比 摘要：直流电动机广泛用于工业领域，直流电动机的起动是一切工作的基础。本文运用MATLAB工具对直流电动机的全压起动方式和调压起动方式分别进行了建模和仿真，并将两种起动方式所得到的关键数据进行对比，进而得出直流电动机调压起动方式的相对优越性结论。 关键词：MATLAB，仿真，直流电动机，全压起动，调压起动。 一、 提出问题 直流电动机广泛应用于工业领域，直流电动机的起动成为了一切工作的基础。为此，工程师们开发出了多种直流电动机的起动方式，应用于不同的场合。那么，这些起动方式各有
2、什么特点，它们之间又有什么优越于对方的呢？为了解答这个问题，我们将运用MATLAB对直流电动机的两种起动方式全压起动和调压起动进行建模和仿真，并将并将两种起动方式所得到的关键波形进行对比，进而得出有意义的结论。 二、 系统工作原理说明 1. 直流电动机全压起动系统工作原理说明 整流装置 M 图1 如图1，三相交流电压经过整流装置整流后直接将输出的直流电压全部加到直流电动机的电枢绕组上，称为全压起动。 2. 直流电动机调压起动系统工作原理说明 整流装置 触发角调节器 M 图2 如图2，三相交流电压经过带触发角调节器的整流装置，在触发角调节器的调节下，触发角逐渐从90降低至给定触发角，使整流器输出
3、的直流电压从0逐渐升高至给定电压，从而实现直流电动机的调压起动。 三、 系统建模过程 1. 直流电动机全压起动系统建模 直接使用MATLAB/SIMULINK POWER SYSTEM中自带的各种元件，搭成如图3模型： 图3 2. 直流电动机调压起动系统建模 直接使用MATLAB/SIMULINK POWER SYSTEM中自带的各种元件，搭成如图4模型： 图4 四、 系统仿真分析 1. 直流电动机全压起动系统仿真波形 全压刚起动时，转速w=0，故电动势Ea=0，又因电动机电枢绕组电阻Ra很小，由电枢电流表达式Ia=/Ra，则Ia突增，电磁转矩TeIa，故Te亦突增。经过一段时间的过渡，转速渐
4、渐平稳，电枢电流和电磁转矩也趋于正常。 2. 直流电动机全压起动系统仿真 调压刚起动时，起动电压U较低，故电枢电流Ia不大，随着转速w不断提高，电动势Ea也逐渐增长，同时起动电压U由于触发角调节器的作用也在不断升高，若触发角调节器设计合理，则U与Ea的差值可使Ia始终保持在允许的数值范围内。 五、 结论 1. 全压起动使电枢电流突增，将导致电动机的换向情况恶化，产生严重的火花，而且与电流成正比的转矩将损坏拖动系统的传动机构。因此，若采用全压起动，建议设法限制电枢电流，否则，应采用调压起动或考虑其它起动方式。 2. 调压起动过程中电枢电流平稳，电机运行稳定，有利于提高电机寿命和利用率，是一种相对可靠的电机起动方式。该起动方式适用于起动电压可调，当没有可调电源时，则应考虑其它起动方式，如电枢电路串电阻分级起动等。 _ 本文中，直流电动机均指他励直流电动机。
