他励直流电机制动过程的MATLAB分析_并励直流电机实验报告

他励直流电机制动过程的MATLAB分析由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“并励直流电机实验报告”。

一、题目

基于MATLAB/SIMULINK的他励直流电动机的回馈制动仿真

二、摘要

电动机制动运行状态时电动机的转矩与转速方向相反，电动机吸收机械能并转化为电能。其中自由停车是指断开电动机的电源，拖动系统自己停车。但生产中常需要加快电动机的停车过程，以提高生产效率。故必须对电动机采取一定的制动措施，而回馈制动是将机械能转化的电能回馈给电网。为了便于生产应用，本仿真模型研究了电机制动过程中的电枢电流、转速、转矩的变化，以及转矩和转速之间的关系。

三、内容 ㈠.提出问题：

他励直流电动机的制动措施主要有三种：

1、能耗制动：将由机械能转化的电能消耗掉。

2、反接制动：制动时使电机的电枢极性反接。

3、回馈制动：将由机械能转化的电能回馈给电网。而三种制动中，回馈制动在现代电动汽车上应用的最多，但它制动时的特性却少有人研究，故本仿真模型只研究电动机回馈制动过程，该过程可细分为两种类型。

①位能负载拖动电动机

在反向制动状态时：

当电机在负载拖动下的转速高于理想空载转速时：电流Ia由电源的正端流出，即向电机外发电，向电网回馈电能，同时电机转矩与转动反向相反，是制动状态，故称为回馈制动。②他励电动机改变电枢电压

若电动机在带负载运行过程中，突然降低电枢电压，由于转速来不及变化。则电枢电流也会发生改向，也是从电源正端流出，即出现回馈制动。

㈡.系统工作原理说明

运用MATLAB技术，调用电动机、电压源、示波器、运算放大器、接地系统等模块，由此构成一个可以观察转速、转矩、电枢电流的直流电动机系统，将初始转速n0设置为2000r/min，让系统运行，即可观察电动机回馈制动全过程中参数的变化。㈢.系统建模过程

假设他励直流电动机的参数如下：UN=240V，IN=16.2A,PN=3731W,Ra=1.5Ω，nN=1220r/min，电枢电感La=0.012H，励磁电阻Rf=240Ω,励磁电感Lf=120H，转动惯量J=1Kg.m，粘滞摩擦系数Bm=0，空载转矩T0=0，由于初始转速高于理想转速，因此相当于电动机在第二象限下进行回馈制动。2

直流电压源及直流电动机参数设置如下：

㈣.系统仿真分析

点击仿真开始按钮后，仿真结果如下四幅图所示：

他励直流电动机的转速从2000r/min开始进入回馈制动过程，在0-2s过程中，转速n从2000r/min急剧下降，2s后转速缓慢下降由100r/min逐渐减至0；转矩Te和电枢电流Ia的变化规律基本相同，都是由反方向的值不断减小，在2.5s时，值减小为零后便不再变化，说明最大电流及最大转矩均出现在转速最大时。转速与转矩之间的关系：当转速下降到1800r/min时，转矩的大小达到最大值-3800N，之后转矩随着转速的下降而逐渐减小到零。㈤.结论

根据上面仿真的图形结果，他励电动机回馈制动的特点是：电动机的转速大于理想空载转速1220r/min时，EUa电机处于发电状态，将系统的动能转换成电能回馈给电网。

掌握了直流电动机回馈制动的规律以后，我们就可以把制动过程中的电动机暂时用作发电机，将由动能转换来的电能不是消耗在电阻上，而把它反馈至电网。借助MATLAB软件对整个过程各控制量与时间的相互关系进行了模拟仿真，为制动的过程设计提供了可靠的依据，对更清楚地了解和设计他励直流电机制动的特点具有重要意义

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