第三周机电作业

一、题目要求

结合本周学习的直流电机机械特性，用Modelica设计和仿真一个直流电机串电阻启动过程，具体要求如下：

1）电机工作在额定电压和额定磁通下，采用串三段或四段电阻启动，整个启动过程电枢电流中不能超过额定电流的3倍。

2）选择合适的电阻阻值，选择优化的电阻切除策略，使得在满足条件1的前提下，电机尽可能快速平滑得达到额定点。仿真效果最佳的同学获得本周"控制之星"称号。

3）所有同学均使用如下统一的直流电机模型，电机的参数为：

额定电压：240V

额定电流：16.2A

额定转矩：29.2N.m

额定转速：1220 r/min

转动惯量：1 Kg.m^2

转矩常数（额定磁通）：1.8

电动势常数（额定磁通）：0.189

主要设计方程：

Tm-Ti=J...............(1)

Tm=Kii............................(2)

U=i(R+Rad)+KEn..............(3)

二、方案

用三个电阻，分别记为R1，R2,R3

开始时3电阻正常串联，Rad=R1+R2+R3;

第一阶段，短接R3，Rad=R1+R2;

第二阶段，短接R2，Rad=R1;

第三阶段，短接R1，Rad=0;

额定电流i=16.2A,为了适应实际要求，取i=16.2x1.1=17.8A;

而带入标准数据有n=1268.9-2.94（Rad+0.6）T；

In=3i=53.4A，n0=1268.9r/min；

1. n=0,Rad=R1+R2+R3=3.89Ω
2. n=0.5n0=634.45r/min,Rad=R1+R2=1.65Ω
3. n=0.75n0=951.68r/min,Rad=R1=0.53Ω
4. n=0.875n0=1110.29/min,Rad=0Ω

三、仿真

 

四、总结

大体上基本完成要求，电流峰值为53.23A，3.77s转速达到稳定。