直流电动机建模(直流电动机建模及仿真实验)

鑫锐电气 2022-12-28 12:41 编辑:admin 284阅读

1. 直流电动机建模及仿真实验

1、直流电机不可以连交流电。可以先接入一个滤波整流器,把交流电变成稳定的直流电就可以了。

2、直流电机(direct current machine)是指能将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动机,将电能转换为机械能;作发电机运行时是直流发电机,将机械能转换为电能。

2. 直流电动机建模及仿真实验教程

工作特性:电动机输入电源----电流在定子与转子之间产生电磁感应-----电磁同极排斥-----推动转子(定子是固定的)------转动做功-----传动带动其它设备. 机械特性:电动机的转速n 随转矩T而变化的特性【n=f(T)】称为机械特性。 调速 从直流电动机的电枢回路看,电源电压U与电动机的反电动势Eа和电枢电流Zа在电枢回路电阻Rа上的电压降必须平衡。即U=Ed+IdRd   反电动势又与电动机的转速n和磁通φ有关,电枢电流又与机械转矩M和磁通φ有关。即 z4系列直流电动机   Ed=Cφn   M=CφId式中C   为常数。由此可得式中n0为空载转速,k 为Rа/C2。以上是未考虑铁心饱和等因素时的理想关系,但对实际直流电动机的分析也有指导意义。由上可见直流电动机有3种调速方法:调节励磁电流、调节电枢端电压和调节串入电枢回路的电阻。调节电枢回路串联电阻的办法比较简便,但能耗较大;   z4系列直流电动机 且在轻负载时,由于负载电流小,串联电阻上电压降小,故转速调节很不灵敏。调节电枢端电压并适当调节励磁电流,可以使直流电动机在宽范围内平滑地调速。端电压加大使转速升高,励磁电流加大使转速降低,二者配合得当,可使电机在不同转速下运行。调速中应注意高速运行时,换向条件恶化,低速运行时冷却条件变坏,从而限制了电动机的功率。串励直流电动机由于它的机械特性(图2)接近恒功率特性,低速时转矩大,故广泛用于电动车辆牵引,在电车中常用两台或两台以上既有串励又有并励的复励直流电动机共同驱动。利用串、并联改接的方法使电机端电压成倍地变化(串联时电动机端电压只有并联时的一半),从而可经济地获得更大范围的调速和减少起动时的电能消耗。

3. 装配直流电动机模型实验报告

直流电动机的机械死点,不是电流中断,是载流线圈受力矩没有了。可以靠转子的高速度惯性闯过机械死点。最好做上多个线圈,从根本上消除机械死点。

4. 直流电动机起动仿真试验

他励直流电动机在起动时需在施加电枢电源之前,先接上额定励磁电压(至少是同时),以保证起动过程中产生足够大的反电动势.迅速减少起动电流和保证足够大的起动转矩,加速起动过程。

直流电动机在没有励磁的状态下起动,由于没有足够的起动转矩,电动机持续处在过大的电流状态下;或者虽能起动(空载),但会发生转速过高即飞车(磁场为剩磁)的事故。直流电动机限制起动电流的方法,常用的有减小电枢电压和电枢回路串电阻两种。随着晶闸管技术的发展,采用减小电枢电压来限制起动电流的方法日趋广泛。在没有可调直流电源的场合多采用电枢回路串电阻多级起动方法。并励直流电动机在起动时,励磁绕组的两端电压必须保证为额定电压;否则起动电流仍然很大,起动转矩也可能很小,甚至仍不能起动。串励直流电动机在起动时,起动电流很大。为限制起动电流,常采用的方法是在电枢回路中串入电阻(称为起动电阻)进行起动,并在起动过程中,将电阻逐级切除,即为多级起动。

5. 直流电动机仿真实验报告

他励直流电动机的启动方式有:

1)电枢回路串电阻起动;

2)降低电枢电压启动;

3)直接启动;针对他励直流电机调速系统参数模型的非线性、时变性,常规PID控制器参数离线整定带来的非优化的问题,提出一种基于DSP的模糊PID控制器算法,以电流反馈误差及误差的变化率作为模糊控制器的输入变量,采用参数自整定的模糊PID控制器实现PID参数在线优化。以DSP开发系统作为仿真平台,将他励直流电机传递函数转换为差分方程,构成基于模糊PID控制器的数字闭环他励直流电机仿真系统。利用DSP高速运算能力进行在线仿真,观察常规PID控制器和模糊PID控制器产生的系统输出波形。CCS2.0和MATLAB仿真实验表明:模糊PID控制器基本实现输出无超调,系统阶跃响应的上升时间和调整时间均比常规的PID控制器阶跃响应的小。

6. 直流电动机建模及仿真实验报告

直流电动机的性能与它的励磁方式密切相关,通常直流电动机的励磁方式有4种:直流他励电动机、直流并励电动机、直流串励电动机和直流复励电动机。掌握4种方式各自的特点:

1、直流他励电动机:励磁绕组与电枢没有电的联系,励磁电路是由另外直流电源供给的。因此励磁电流不受电枢端电压或电枢电流的影响。

2、直流并励电动机:电路并联,分流,并励绕组两端电压就是电枢两端电压,但是励磁绕组用细导线绕成,其匝数很多,因此具有较大的电阻,使得通过他的励磁电流较小。

3、直流串励电动机:电流串联,分压,励磁绕组是和电枢串联的,所以这种电动机内磁场随着电枢电流的改变有显著的变化。为了使励磁绕组中不致引起大的损耗和电压降,励磁绕组的电阻越小越好,所以直流串励电动机通常用较粗的导线绕成,他的匝数较少。

4、直流复励电动机:电动机的磁通由两个绕组内的励磁电流产生。当直流电源通过电刷向电枢绕组供电时,电枢表面的N极下导体可以流过相同方向的电流,根据左手定则导体将受到逆时针方向的力矩作用;电枢表面S极下部分导体也流过相同方向的电流,同样根据左手定则导体也将受到逆时针方向的力矩作用。这样,整个电枢绕组即转子将按逆时针旋转,输入的直流电能就转换成转子轴上输出的机械能。由定子和转子组成,定子:基座,主磁极,换向极,电刷装置等;转子(电枢):电枢铁心,电枢绕组,换向器,转轴和风扇等。

7. 安装直流电动机模型的实验

直流电动机:4.0.

2 测量励磁绕组和电枢的绝缘电阻值,不应低于 0.5MΩ。 4.0.7 测量励磁回路连同所有连接设备的绝缘电阻值不应低于0.5MΩ。 交流电动机:

1 额定电压为 1000V 以下,常温下绝缘电阻值不应低于 0.5MΩ;额定电压为 1000V及以上,折算至运行温度时的绝缘电阻值,定子绕组不应低于1MΩ/KV,转子绕组不应低于0.5MΩ/KV。此外还应考虑温度对绝缘电阻值的影响。参考资料: 《电气设备交接试验标准2006版》绝缘电阻(insulation resistance)指绝缘物在规定条件下的直流电阻,是电气设备和电气线路最基本的绝缘指标。

8. 直流电动机仿真模型

准备一个数字万用表,将档位打到直流电压测量档(量程选择了最大20V,演示测量3.3V的直流电压)。

将目标测量直流电压的电路板插上供电线上电,或者直接测量干电池的两端。

将红黑表笔分别对应要测量的电源的正极和负极,红色对应正极,黑色对应负极。

9. 直流电动机建模及仿真实验视频

  永磁材料。

  电机磁钢主要是永磁材料做的,一般有钕铁硼磁电机磁钢、衫钴电机磁钢、铝镍钴电机磁钢。

  钕铁硼磁钢分烧结钕铁硼与粘接钕铁硼两种,一般电机采用烧结钕铁硼磁钢,磁性能及高,能吸起相当于自身重量的640倍的重物,由于其优异的磁性能而被称为“磁王”现在电机用钕铁硼磁瓦的居多。

  钐钴磁钢一般只有烧结磁钢,钐钴的特性是耐高温、不易氧化、耐腐蚀、所以一般高温电机、航空产品大部分都采用钐钴磁钢。

  铝镍钴磁钢用在电机的磁钢比较少,因为它的磁性能比较低,但是有些要耐高温350度以上的就要用到铝镍钴磁钢。

  电动车电机:目前电动车电机普遍采用永磁直流电机。所谓永磁电机,是指电机线圈采用永磁体激磁,不采用线圈激磁的方式。这样就省去了激磁线圈工作时消耗的电能,提高了电机机电转换效率,这对使用车载有限能源的电动车来讲,可以降低行驶电流,延长续行里程。电动车电机按照电机的通电形式来分,可分为有刷电机和无刷电机两大类;按照电机总成的机械结构来分,一般分为“有齿”(电机转速高,需要经过齿轮减速)和“无齿”(电机扭矩输出不经过任何减速)两大类。

10. 直流电机建模与仿真

1、首先两者的外部供电不同,直流电机使用直流电做为电源;而超强电机则是使用交流电做为电源。

2、从结构上说,直流电机的原理相对简单,但结构复杂,不便于维护;而超强电机原理复杂但结构相对简单,而且比直流电机便于维护。

3、直流电机是磁场不动,导体在磁场中运动;超强电机是磁场旋转运动,而导体不动。

4、在调速方面,直流电机可以实现平滑而经济地调速,不需要其它设备的配合,只要改变输入或励磁电压电流就能实现调速;而超强电机自身完成不了调速,需要借助变频设备来实现速度的改变。