直流电动机的仿真实验.docx
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直流电动机的仿真实验
)
直流电动的调压调速单项可控直流电源的设计
1电路原理图如下所示:
图一
2直流电动机图
、
图二
其中F+,F-:
这两个端口是接电机的励磁电源的,分别接正负极
A+,A-:
电机电枢绕组的连接端
TL:
电机负载输入端
m:
测量端口,这里输出了电机转速,电枢电流,励磁电流,电磁转矩
参数计算:
根据
得出TL为19.1N.m
电动机的设置参数如下:
图三
3整流部分
晶闸管最重要的特性是可控的正向导通特性.当晶闸管的阳极加上正向电压后,还必须在门极与阴极之间加上一个具有一定功率的正向触发电压才能打通,这一正向触发电压的导通是由触发电路提供的,根据具体情况这个电压可以是交流、直流或脉冲电压。
由于晶闸管被触发导通以后,门极的触发电压即失去控制作用,所以为了减少门极的触发功率,常常用脉冲触发。
触发脉冲的宽度要能维持到晶闸管彻底导通后才能撤掉,晶闸管对触发脉冲的幅值要求是:
在门极上施加的触发电压或触发电流应大于产品提出的数据,但也不能太大,以防止损坏其控制极,在有晶闸管串并联的场合,触发脉冲的前沿越陡越有利于晶闸管的同时触发导通。
为了保证晶闸管电路能正常,可靠的工作,触发电路必须满足以下要求:
触发脉冲应有足够的功率,触发脉冲的电压和电流应大于晶闸管要求的数值,并留有一定的裕量。
晶闸管如下图所示:
图四
晶闸管的参数设定
晶闸管额定电流It(AV)/A
1000
500
200
100
50
20
10
电容C/
F
2
1
0.5
0.25
0.2
0.15
0.1
电阻R/
2
5
10
20
40
80
100
所以根据其提供的资料可取电容0.2
F,电阻取40
。
4触发电路图:
图五
为了保证可靠触发晶闸管触发宽度为整个20度
5平波电抗器
图六
为保证电流连续所需要的电感量L可由下式求出:
一般取电动机额定电流的5%-10%此处取6%
6过电流保护
电力电子电路运行不正常或者发生故障时,可能会发生过电流现象。
直流快速断路器在电子电力动作之后实现保护,过电流继电器在过载时动作。
采用快速熔断器(简称快熔)是电力电子装置中最有效,应用最方泛的一种过电流保护措施。
此外,常在全控型器件的驱动电路中设置过电流保护环节,这种措施对器件过电流的响应最快。
7仿真电路
其中每组图的第一个为晶闸管的承受的正向电流与承受的反向电压
第二个图为电动机的电机转速,电枢电流,励磁电流,电磁转矩
当
=0度时
当为0度时晶闸管导通180度承受180度的反向电压
由电动机的机械特性:
随着电流的增大,转速下降
当
=30度时
当
=60度时
当随着导通角增大电流逐渐较小
当
=90度时
当
=120度时
当120度时电流畸变大,出现很多的谐波
电动机的电流也进一步减小,很不平滑。
会使电机机械特性变软
当
=150度时
8总结
在电动机负载电路中,电流
由负载转矩决定。
当电动机的负载较轻时,对应的负载电流也小,在小电流的情况下,特别是在低速时,由于电感的储能减小,往往不足以维持连续,从而出现断续现象。
这时整流电路输出的电压和电流波形与电流连续时有差别,因此晶闸管电动机系统有两种工作状态:
一种是工作在电流较大时电流连续工作状态,另一种是工作在电流较小时的电流断续工作状态。
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