直流電機的特性及調速分析【文獻綜述】

1、畢業(yè)設計文獻綜述畢業(yè)設計文獻綜述電氣工程與自動化電氣工程與自動化直流電機的特性及調速分析直流電機的特性及調速分析一、對課題的研究歷史、研究現狀等進行準確的分析與歸納并作出簡要評述；電動機作為最主要的機電能量轉換裝置，其應用范圍已遍及國民經濟的各個領域和人們的日常生活。無論是在工農業(yè)生產，交通運輸，國防，航空航天，醫(yī)療衛(wèi)生，商務和辦公設備中，還是在日常生活的家用電器和消費電子產品中，都大量使用著各種各樣的電動機。據資料顯示，在所有動力資源

2、中90%以上來自電動機。同樣，我國生產的電能中有60%用于電動機，電動機與人們的生活息息相關。就目前而言電動機的調速控制一般采用模擬法，對電動機的簡單控制應用比較多，例如對電動機進行啟動，制動，正反轉控制和順序控制。這類控制可通過繼電器、可編程控制器和開關元件來實現。還有一類控制為復雜控制，是指對電動機的轉速，轉角，轉矩，電壓，電流，功率等物理量進行控制。常用控制直流電動機有以下幾種方式，第一，最初的直流調速系統(tǒng)是采用恒定的直流電壓向直

3、流電動機電樞供電，通過改變電樞回路中的電阻來實現調速。這種方法簡單易行設備制造方便，價格低廉。但缺點是效率低、機械特性軟、不能在較寬范圍內平滑調速，所以目前極少采用。第二，三十年代末，出現了發(fā)電機電動機(也稱為旋轉變流組)，配合采用磁放大器、電機擴大機、閘流管等控制器件，可以獲得良好的調速性能，如有較寬的調速范圍、較小的轉速變化率和調速平滑等，特別是當電動機減速時，可以通過發(fā)電機非常容易地將電動機軸上的飛輪慣量反饋給電網，這樣一方面可得

4、到平滑的制動特性，另一方面又可減少能量的損耗，提高效率。但發(fā)電機、電動機調速系統(tǒng)的主要缺點是需要增加兩臺與調速電動機相當的旋轉電機和一些輔助勵磁設備，因而體積大，維修困難等。第三，自出現汞弧變流器后，利用汞弧變流器代替上述發(fā)電機、電動機系統(tǒng)，使調速性能指標又進一步提高。特別是它具有系統(tǒng)快速響應性是發(fā)電機、電動機系統(tǒng)不可比擬的。但是汞弧變流器仍存在一些缺點，維修還是不太方便，特別是水銀蒸汽對維護人員會造成一定的危害等。第四，1957年世界

5、上出現了第一只晶閘管，與其它變流元件相比，晶閘管具有許多獨特的優(yōu)越性，因而晶閘管直流調速系統(tǒng)立即顯示出強大的生命力。由于它具有體積小、響應快、工作可靠、用。永磁材料技術的突破與微電子技術的結合又產生了一批新型的電動機，如永磁直流電動機，交流伺服電動機，超聲波電動機等。由于有微處理器和傳感器作為新一代運動控制系統(tǒng)的組成部分，所以又稱這種運動控制系統(tǒng)為智能運動控制系統(tǒng)。所以應用先進控制算法，開發(fā)全數字化智能運動控制系統(tǒng)將成為新一代運動控制系

6、統(tǒng)設計的發(fā)展方向。對電動機控制系統(tǒng)的性能要求較高的場合（如數控機床，工業(yè)縫紉機，磁盤驅動器，打印機，傳真機等設備中，要求電動機實現精確定位，適應劇烈負載擾動變化），傳統(tǒng)的控制算法已難以滿足系統(tǒng)要求。為了適應時代的發(fā)展，現有的電動機控制系統(tǒng)也在朝著高精度，高性能，網絡化，信息化，模糊化的方向不斷前進。MATLAB的直流電機的建模與仿真課題，電氣電子工程學科的科學研究者在直流電機結構建模分析和仿真領域進行過大量的研究。研究的內容主要涉及直流

7、電機的基本的工作特性，建立直流電機電壓、轉矩、啟動、調速和制動運動方程的數學模型表達式，通過MATLABSimulink建立各個系統(tǒng)仿真功能模塊。MATLAB自從問世以來，憑借其強大的數值計算能力、出色的數據圖形可視化技術以及日益豐富的Simulink動態(tài)仿真模型庫，迅速占領了工程技術領域各學科的仿真設計與教學，成為比較實用的計算機仿真實驗平臺。尤其在信息電氣自動化領域，MATLAB成為教學、學術活動和工程設計的重要的仿真工具。隨著直流

8、電機的理論研究和實際應用的推廣，為了更好的設計系統(tǒng)的控制性能和調速特性，當今的科研人員對基于MATLAB的直流電機進行了大量的實驗仿真研究。其研究的領域主要集中在控制算法和調速系統(tǒng)模塊數學模型的實現上，包括建立直流電機的基本數學模型，電壓、電磁轉矩等方面，還有直流電機控制系統(tǒng)的調速方式。二、表達自己的觀點與主張，闡述該課題的發(fā)展動向和趨勢；利用MATLAB虛擬仿真軟件GUI功能編程建立直流電機的特性與調速的模型與仿真，利用MATLAB虛

9、擬仿真技術可以克服現有的實驗設備和條件，通過GUI的圖形用戶界面設計，可以形象的模擬直流電動機控制系統(tǒng)的運行特性。在不同參數的給定下，分析靜態(tài)特性、啟動特性以及調速系統(tǒng)運行特性，提出更優(yōu)的控制方案。對于直流電機的實際生產與應用有一個很好的導向作用。MATLAB虛擬仿真軟件和直流電機的仿真能夠更好發(fā)揮兩者的優(yōu)點，進行相應的直流電機特性與調速性能的仿真，通過虛擬技術與電機理論實踐相結合，直流電機的理論研究和現實生產都將會進一步的提升和推廣。