直线电机数学模型(直流电机的模型)

鑫锐电气 2022-12-27 21:37 编辑:admin 286阅读

1. 直流电机的模型

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-:这个就是通常意义上的电源了,同样是正负极 TL:负载输入端,给电机加负载就往这儿加 m:测量端口,这里输出了电机的各项参数,如电流,转速等

2. 直流电机模型工作原理

: 他励式电机的主磁极是由单独设置的励磁绕组产生,其励磁电流由另设直流电源供电。这类电机又分三种情况:

一是电枢绕组单一

二是电枢绕组与换相磁极绕组串联: 三是电枢绕组与换相磁极绕组、补偿绕组串联。 他励式直流电机由于主磁极是单独的励磁绕组产生,故磁感应强度可由励磁电流大小、方向进行控制。因此这类电机功率可以做得相对较大,且可以在一定范围内改变。另外,它的转速可以通过改变励磁绕组、电枢绕组电流的大小进行调节。旋转方向可以通过改变励磁绕组、电枢绕组的电流方向进行控制。因为电机的励磁线圈和电枢绕组是分开的,励磁电流另外提供,与主电路无关,这种电机原理跟永磁直流电机类似,机械特性为n=u/K-i*r/k(n转速,k常数,跟电机磁场结构本身有关,u电压,i电流,r电枢电阻)。 优点: 他励式电机的最大优点是有很好的硬机械特性,即由空载到满载其转速下降仅为额定转速的5%,10%。因此,它常作发动机的启动电机。 弱点: 磁绕组不能断路,即不能失磁。否则励磁电流为零,主磁极只有微弱剩磁,此时电枢绕组的反电动势很小,通过电枢绕组的电流将会很大,以致超过安全限度,从而将电枢绕组烧毁。为防万一,这类电机应安装失磁保护装置。它能有效消除气隙磁场畸变和改善换向。

3. 直流电机的模型图

通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线(磁场方向)方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用,使电动机转动。它是将电能转变为机械能的一种机器。

  电动机使用了电流的磁效应原理,电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机。

4. 直流电机的模型结构

一:定子: 1.机座:机械资称和倒磁路作用 2.主磁极;产生磁场 3.换向极:改善直流电机的换向 4.电刷装置:转动的电枢绕组也外电路相连二:转子 1:转轴:传递转矩 2:电枢铁芯:承受电磁力的作用部件 3;电枢绕组;产生感应电势和通过电流产生电势转矩. 4:换向器:机械整流 电动机中,他将外加直流电流逆变成绕组内交流电 发电机中,将绕组内的交流电视整流成电刷两端的直流电势.

5. 直流电机模型传递函数

电机的机电时间常数也叫机械时间常数,控制上其计算公式为:Tm=(机械特性曲线斜率*飞轮力矩)/375。电磁时间常数= 电感/电阻以永磁同步马达为例:定子线圈电感 = 1.3 mH,电阻=0.039 Ohm那么:电磁时间常数=1.3 / 0.039 = 33 ms扩展资料:电机的机械时间常数表明此电机在额定电压给定,空载情况下,转速达到额定转速的63%时所需的时间。

此参数衡量的主要是电机的启动特性,如空心杯的电机,一般都是1-50ms左右。

但是对于传统的鼠笼式异步电机或者无刷(同步)电机,其响应要慢的多。电机有两个时间常数:机电时间常数Tm和电气时间常数Te。通常Tm>>Te,这种情况下电机的传递函数可看作两个惯性环节的串联,两个惯性环节的时间常数就分别是Tm和Te,而对于一般的应用,由于Te很小,对应的惯性环节可以忽略不计,于是电机的传函就简化为:1/(Tm*s+1)。

6. 直流电机模型的基本方程

针对你的问题有公式可参照分析:

电机功率:P=1.732×U×I×cosφ

电机转矩:T=9549×P/n ;

电机转速:n=60f/p,p为电机极对数,例如四级电机的p=2;

注:当频率达50Hz时,电机达到额定功率,再增加频率,其功率时不会再增的,会保持额定功率。

电机转矩在50Hz以下时,是与频率成正比变化的;当频率f达到50Hz时,电机达到最大输出功率,即额定功率;如果频率f在50Hz以后再继续增加,则输出转矩与频率成反比变化,因为它的输出功率就是那么大了,你还要继续增加频率f,那么套入上面的计算式分析,转矩则明显会减小。

转速的情况和频率是一样的,因为电源电压不变,其频率的变化直接反应的结果就是转速的同比变化,频率增,转速也增,它减另一个也减。

关于电压分析起来有点麻烦,你先看这几个公式。

电机的定子电压: U = E + I×R (I为电流, R为电子电阻, E为感应电势);

而:E = k×f×X (k:常数, f: 频率, X:磁通);

对异步电机来说: T=K×I×X (K:常数, I:电流, X:磁通);

则很容易看出频率f的变化,也伴随着E的变化,则定子的电压也应该是变化的,事实上常用的变频器调速方法也就是这样的,频率变化时,变频器输出电压,也就是加在定子两端的电压也是随之变化的,是成正比的,这就是恒V/f比变频方式。 这三个式子也可用于前面的分析,可得出相同结果。

当然,如果电源频率不变,电机转矩肯定是正比于电压的,但是一定是在电机达到额定输出转矩前。

7. 直流电机的模型及工作原理

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。

8. 直流电机模型在仿真软件的建立

simulink知道吗? 输入simulink回车 会出现一个象资源管理器一样的树型结构 看倒数第五个加号 SimPowerSystem双击,看到右边有一个方块叫machines 里面就有你要的各种现成模型 不过建议自己用simulink创建自己的模型,现有的模型和正常的数学模型,一些角度的定义都不一样

9. 直流电机的模型有哪些

三相异步电动机从发明至今有180年的历史,也算是历经沧桑。三相异步电动机的工作原理是电流的磁效应现象,最初发现这一原理的科学家是丹麦的奥斯特。到1831年由美国的物理学家亨利设计出了最初的电子式电动机,随后威廉·里奇设计并制造出了第一台能够正常转动的电动机,也就是我们现在使用的直流电动机的最初的模型。

19世纪40年代,俄国科学家对直流电动机进行改进,电磁部分采用了电磁铁的原理,简化了磁感应部分的结构,而终于在1888年,著名的美国物理学家特斯拉制造出了第一台感应电动机,其结构已经与如今的三相异步电动机大同小异了。

随着科学技术和生产技术的不断提升,如今的三相异步电动机在结构和功能上已经将它的“父辈们”远远抛在了深厚,电机产品是我们企业生产必不可少的设备,相信随着需求的不断提升,三项异步电动机也会得到大幅度的优化。