直流调速系统的MATLAB仿真(参考程序)
直流调速系统的MATLAB 仿真
一、开环直流速系统的仿真
开环直流调速系统的电气原理如图1所示。直流电动机的电枢由三相晶闸管整流电路经平波电抗器L 供电，通过改变触发器移相控制信号c U 调节晶闸管的控制角α，从而改变整流器的输出电压，实现直流电动机的调速。该系统的仿真模型如图2所示。
M
U d
+
I d
GT
U c
E +
-
-
UCR
图1 开环直流调速系统电气原理图
图2 直流开环调速系统的仿真模型
为了减小整流器谐波对同步信号的影响，宜设三相交流电源电感s 0L =，直流电动机励磁由直流电源直接供电。触发器（6-Pulse ）的控制角（alpha_deg ）由移相控制信号c U 决定，移相特性的数学表达式为
min
c cmax
9090U U αα?-=?-
在本模型中取min 30α=?，cmax 10V U =，所以c 906U α=-。在直流电动机的负载转矩输入端L T 用Step 模块设定加载时刻和加载转矩。
仿真算例1 已知一台四极直流电动机额定参数为N 220V U =，N 136A I =，
N 1460r /min n =，a 0.2R =Ω，2222.5N m GD =?。励磁电压f 220V U =，励磁电
流f 1.5A I =。采用三相桥式整流电路，设整流器内阻rec 0.3R =Ω。平波电抗器
d 20mH L =。仿真该晶闸管-直流电动机开环调速系统，观察电动机在全压起动
和起动后加额定负载时的电机转速n 、电磁转矩e T 、电枢电流d i 及电枢电压d u 的变化情况。N 220V U =
仿真步骤：
1）绘制系统的仿真模型（图2）。 2）设置模块参数（表1） ① 供电电源电压
N rec N 2min 2200.3136
130(V)2.34cos 2.34cos30U R I U α++?=
=≈??
② 电动机参数 励磁电阻：
f f f 220
146.7()1.5
U R I =
==Ω 励磁电感在恒定磁场控制时可取“0”。 电枢电阻：
a 0.2R =Ω
电枢电感由下式估算：
N a N N 0.422019.1
19.10.0021(H)2221460136
CU L pn I ?==?≈???
电枢绕组和励磁绕组间的互感af L ：
N a N e N 2200.2136
0.132(V min/r)1460
U R I K n --?=
=≈?
T e 60600.132 1.262π2πK K =
=?≈ T af f 1.26
0.84(H)1.5
K L I =
== 电机转动惯量
2222.5
0.57(kg m )449.81
GD J g ==≈??
③ 额定负载转矩
L T N 1.26136171.4(N m)T K I ==?≈?
表1 开环直流调速系统主要模型参数
3）设置仿真参数：仿真算法odel5s ，仿真时间5.0s ，直流电动机空载起动，起动2.5s 后加额定负载L 171.4N m T =?。
4）进行仿真并观察、分析结果（图3）。
（可以用语句plot(tout,yout)进行示波器的曲线处理。）
图3 开环直流调速系统的仿真结果
二、转速闭环直流调速系统的仿真
带转速负反馈的有静差直流调速系统的电气原理如图4所示，系统由转速给
定环节*
n U 、转速调节器ASR （放大器p K ）、移相触发器GT 、晶闸管整流器UCR