matlab里晶闸管,基于MATLAB的晶闸管-直流电动机控制系统的仿真研究
机 电 设 备 l D I A N S H E B E 基于 MATLAB的晶闸管 一直流 电动机控制系统的仿真研究 杨世芳 邹富雄 刘垣文 (西南交通大学 电气工程学院 成都 61 1 756) 【摘 要】他励直流电动机的调速过程中，各被控量的,~4Jc情况一直是广泛关注的问题，则相应的仿真建模则尤为重要。 本文利用MATLAB／Simulink对他励直流电动机的不同调速方法进行了仿真分析，节省了设计工作者对调速方法的实际应 用设计耗费的大量精力和财力。仿真结果可靠实用，精度高，具有良好的鲁棒性，为电机调速设计提供 了良好的参考。 【关键词】MATLAB／Simulink；4~gJ／直流电动机；直流调速系统 引言 直流电动机调速范围广 ，运行过程平稳 ，过载能力强， 启动和制动转矩大 ，在T业、农业等领域有广泛的应用。而 电机控制系统一般是非线性、时变系统 ，若采用定性分析， 难度较大。MATLAB具有强大的数值计算功能、丰富的工具 箱 、简洁高效的编程以及友好的界面成为良好的电力电子 仿真平台。本文运用 MATLAB中的 Simulink组件对分析电 机系统，构建系统模型并进行仿真 ，对常用的晶闸管 一他励 直流电动机调速方式进行分析，并进行优化 ，得出加入速度 负反馈控制模块后为最佳选择。 1．晶闸管开环直流调速仿真模型的建立 直流电动机电枢由晶闸管整流后经平波电抗器供电。 其巾，同步六脉冲发生器为 相晶闸管整流桥提供脉冲控 制信号。通过改变触发器移相控制信号以调节晶闸管的控 制角，从而获得大小可调的直流电枢端电压，进一步实现直 流电动机的调速。仿真模型中，电动机经 TL端口接人负载 转矩信号，以 1 s为跳变点，跳变前为 50N·m，跳变后为 lOON·m (1)电机转速波形 (2)电机转矩波形 图 2 晶 闸管开环直流仿真波形 起动过程中电流较大，加负载后与给定值间存在一定距离， 分析得其静态性能一般。 2．带电流截止负反馈的无静差转速负反馈调速 系统仿真 为了减少负载波动对电动机转速的影响，本文基于转 图 1 晶闸管开环直流仿真模型 输 波形观察电机转速波形相当平滑 ，电枢电流∞波形 和电机转矩 )波形变化趋势非常统一，实现了调节晶闸管 控制角实现调速。突出问题为，t=ls时，突加负载转速下降， 且转速降落幅度随负载增大而增大 ，难以在负载添加扰动 时保持转速的稳定，不能满足生产工艺的要求。并且，全压 一 56 一 速的偏差 ，通过带转速负反馈的闭环调速系 统，自动调节整流器的输出电压 ，从而有效保 证转 速的稳定 。 同样的 ，采用 晶闸管 一直流 电动机系统 ， 主要模块 为给定信 号 、速度 调整 、同步脉 冲发 生器 、晶闸管整流桥 、平 波电抗器 、他励 直流 电 动机、速度负反馈等。其中，在整流桥后通过并 联二极管桥 ，可以增大电动机的减速速度并且 避免整流桥输出负电压导致波形畸变。 控制部分中，通过速度反馈与给定信号比 较后 ，经过 PI调节 ，再经过限幅器 (幅值为 【180，o])以及加法器偏置后再经反相器 Gain1 转变为【O，180]，将速度调节部分的输出幅值限 制在同步脉冲发生器正常丁作的范围内。触发脉冲加到晶 闸管的门极和阴极间，从而改变整流桥的输出电压 ，达到了 速度负反馈的目的。 另外，引入电流截止反馈以保证电流运行的稳定性，尤 其是在起动和堵转状态下。通过设置开关选择器 ，设定截止 2014年 第 04期 SA NJlAOZHO U 一 ： 繇 t 刍议偏远山区 l l 0kV送电线路设计问题思考 王
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