第二次PLECS仿真作业
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了第二次PLECS仿真作业相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
一. 模型搭建
如图搭建模拟电路,并设置:
Probe:选择电机-Electrical torque
直流电机:Ra=0.5Ω,La=0.004H,Rf=200Ω,Lf=0.2H,Laf=2H,J=0.088N·m·s2
R1=4Ω,Tm=12N·m
二. 计算与作图
已知:If=0.6A,UN=240V,TN=12N·m
1. 额定励磁电压
Uf=If×Rf=120V
2. 额定转速
TN=Laf·If·Ia
Ea=Laf·If·ωm
UN-Ea=Ia·Ra
联立解得:Ia=10A,ωm=195.83rad/s
所以:nN=1871r/min
3. 固有机械特性
n0=UN/(KeΦN)
KeΦN=(UN-IN·Ra)/nN
求得:n0=1911r/min
做n-T图如图
4. 三种情况下额定负载下的稳态转速
(1) Ua=120V,Ra=0.5Ω,Uf=120V
ωm=Ua/(Laf·If)-(Ra·Ia)/(Laf·If)=95.83rad/s
n=915r/min
(2) Ua=240V,Ra‘=4.5Ω,Uf=120V
ωm=Ua/(Laf·If)-(Ra‘·Ia)/(Laf·If)=162.5rad/s
n=1552r/min
(3) Ua=240V,Ra=0.5Ω,Uf=60V
If=Uf/Rf=0.3A
Ia=TN/(Laf·If)=20A
ωm=Ua/(Laf·If)-(Ra·Ia)/(Laf·If)=383.33rad/s
n=3661r/min
三. 波形观察
Step:Step Time=1s、Initial Output=0、Final Output=1
Simulation Parameters:Stop Time=5s
并按要求设定Ua,Ra,Uf
1. Ua=240V,Ra=0.5Ω,Uf=120V
ωm=195.83rad/s 结果正确
2. Ua=120V,Ra=0.5Ω,Uf=120V
ωm=95.83rad/s 结果正确
3. Ua=240V,Ra‘=4.5Ω,Uf=120V
ωm=162.5rad/s 结果正确
4. Ua=240V,Ra=0.5Ω,Uf=60V
ωm=383.33rad/s 结果正确
四. 仿真设计
1. 启动>加速正转>匀速正转
10A=IN<Ist=Ua/(R1+Ra)≤3IN=30A
即:7.5Ω≤R1<24Ω
不放取:R1=7.5Ω
则:Ist=30A
ωm‘=(Tm-TL)/J>0 (角加速度)
因此: ωm增大(加速),Ia=(Ua-LafIfωm)/(R1+Ra)减小
至:Tm=TL,即Ia=10A时,ωm=133.33rad/s
即:n1=1273r/min
2. 匀速正转>减速正转>转速为0
Ia=(Ua-LafIfωm)/(R1+R2+Ra)<IN=10A (ωm=133.33rad/s)
ωm‘=(Tm-TL)/J<0
因此: ωm减小(减速),Ia=(Ua-LafIfωm)/(R1+R2+Ra)增大
至:ωm=0时,Ia=Ua/(R1+R2+Ra)≤10A
即:R2≥16Ω
不妨取:R2=16Ω
则初始时,Ia=3.33A;ωm=0时,Ia=10A
3. 转速为0>加速反转>匀速反转
Ia=Ua/(R1+R2+R3+Ra)<IN=10A
即:R3>0
不妨取:R3=6Ω
则:Ia=8A
ωm‘=(TL-Tm)/J>0
因此: ωm增大(加速),Ia=(Ua+LafIfωm)/(R1+R2+R3+Ra)增大
至:Tm=TL,即Ia=10A时,ωm=50rad/s (反转)
即:n3=477r/min
4.匀速反转>减速反转>静止
10A=IN<Ia=(Ua+LafIfωm)/(R1+R2+R3+R4+Ra)≤3IN=30A (ωm=50rad/s
即:-20Ω≤R4<0Ω
不妨取:R4=-6Ω(短掉R3)
则:Ia=12.5A
ωm‘=(TL-Tm)/J<0
因此: ωm减小(减速),Ia=(Ua+LafIfωm)/(R1+R2+R3+R4+Ra)减小
至:ωm=0时,Ia=Ua/(R1+R2+R3+R4+Ra)=10A,Tm=TL静止
即需要3个电阻:
R1=7.5Ω,R2=16Ω,R3=6Ω
三个稳定转速:
n1=133.33r/min,n2=0r/min,n3=-50r/min
如图设计仿真电路,额外添加R=23.5Ω保持初始时ωm=0
初始时,S,S4断开,S1,S2,S3闭合
t=1s时,S闭合,S1断开
t=10s时,S2断开
t=30s时,S3断开
t=50s时,S4闭合
仿真结果如下
t=1s时启动
1s<t<10s时加速正转后匀速正转
10s<t<30s时减速正转后转速将为0
30s<t<50s时加速反转后匀速反转
t>50s时减速反转至静止
以上是关于第二次PLECS仿真作业的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章