【正文】 mutator to wear out, the life of a DC brushless motor can be significantly longer pared to a DC motor using brushes and a mutator. Commutation also tends to cause a great deal of electrical and RF noise。 最后，再次感謝所有幫助過(guò)我的同學(xué)和老師 。對(duì)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)為我在以后的學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)－－通過(guò)學(xué)習(xí)英語(yǔ)知識(shí)，我基本掌握了外文閱讀和翻譯的能力；通過(guò)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí)，我能夠熟練使用多種基本軟件和專業(yè)軟件的使用方法，包括基本辦公軟件 word,excell,powerpoint，微軟的項(xiàng)目管理軟件 project,繪圖工具軟件 auto cad,以及自己查詢到并自學(xué)的一些專業(yè)軟件。北京：清華大學(xué)出版社， 2021 9 陳伯時(shí)編 .電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) .第 3 版 .北京：機(jī)械工業(yè)出版 社， 2021 10 胡崇岳編 .現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1998 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 致 謝 首先，感謝我的學(xué)校。 所以這次畢業(yè)設(shè)計(jì)鍛煉了我將 大學(xué)四年來(lái)所學(xué)到的知識(shí)能夠融會(huì) 貫通、熟練應(yīng)用 的能力 ，并 做到了 理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng) 了我的 綜合運(yùn)用能力以及解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在結(jié)束準(zhǔn)備工作之后，接著便是設(shè)計(jì)過(guò)程，首先要對(duì)分級(jí)起動(dòng)電阻進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，然后是用 MATLAB 仿真工具 SIMULINK 進(jìn)行模擬仿真，最后輸出結(jié)果。 四．轉(zhuǎn)矩仿真結(jié)果： 圖 轉(zhuǎn)矩仿真結(jié)果 由轉(zhuǎn)矩的仿真結(jié)果可看出 每次換接轉(zhuǎn)矩變化范圍相同，在每條特性上隨轉(zhuǎn)速增加而減小，其特性可通過(guò)改變分級(jí)級(jí)數(shù)來(lái)控制。這是因?yàn)閱?dòng)時(shí) n = 0，端電壓基本上由電阻壓降平衡。但是由于時(shí)間常數(shù)不同，導(dǎo)致每次啟動(dòng)的時(shí)間不同，所串電阻越大，啟動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)。 仿真結(jié)果分析 仿真線路繪制正確以及仿真參數(shù)與模塊參數(shù)配置正確后，點(diǎn)擊模型編輯窗工具欄上的“ ”運(yùn)行仿真模型。 二．然后對(duì)模型中各個(gè)模塊的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。運(yùn)行一個(gè)仿真的完整過(guò)程分成三個(gè)步驟：設(shè)置仿真參數(shù)，啟動(dòng)仿真和仿真結(jié)果分析。如果信號(hào)線存在分路，按?。茫裕遥替I并同時(shí)將鼠標(biāo)放到信號(hào)線上，等光標(biāo)變?yōu)槭旨纯梢龇种盘?hào)線。也可以不通過(guò)右鍵菜單，直接將 DC Voltage Source 模塊拖拽到模型編輯窗中，完成模塊的添加操作。 執(zhí)行模塊庫(kù)瀏覽器的菜單欄“ File” /“ New” /“ Model”命令，或單擊工具欄上的“ ”圖標(biāo)，或者采用快捷鍵 Ctrl+N 都可以打開模型編輯窗口。 下面先對(duì) SIMULINLK 窗 口環(huán)境介紹如下 : 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 一 .在桌面上雙擊 MATLAB 圖標(biāo) ,然后點(diǎn)擊 MATLAB 啟動(dòng)界面工具欄上的 圖標(biāo)，啟動(dòng)的模塊庫(kù)瀏覽器。 （ 4）與 Matlab 和工具箱集成 由于 SIMULINLK 可以直接利用 Matlab 的數(shù)學(xué)、圖形和編程功能，用戶可以直接在 SIMULINLK 下完成諸如 數(shù)據(jù)分析、過(guò)程自動(dòng)化、優(yōu)化參數(shù)等工作。 （ 2）交互仿真 SIMULINLK 框圖提供了交互性很強(qiáng)的非線性仿真環(huán)境。也可以根據(jù)自己的需要設(shè)計(jì)自己的功能模塊， SIMULINLK 功能強(qiáng)大，界面友好，是一種很不錯(cuò)的仿真工具。 所謂模型化圖形輸入是指 SIMULINK 提供了一些按功能分類的基本的系統(tǒng)模塊，用戶只需要知道這些模塊的輸入輸出及模塊的功能，而不必考察模塊內(nèi)部是如何實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)對(duì)這些基本模塊的調(diào)用，再將它們連接起來(lái)就可以構(gòu)成所需要的系統(tǒng)模型（以 .MDL 文件進(jìn)行存?。?，進(jìn)而進(jìn)行仿真與分析 SIMULINLK 是基于 MATLAB 的框圖設(shè)計(jì)環(huán)境，可以用來(lái)對(duì)各種動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、分析和仿真，它的建模范圍廣泛，可以針對(duì)任何能用數(shù)學(xué)來(lái)描述的系統(tǒng)進(jìn)行建模，例如航空航天動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)、衛(wèi)星控制制導(dǎo)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、船舶及汽車等，其中包括了連續(xù)、離散，條件執(zhí)行，事件驅(qū)動(dòng)，單速率、多速率和混雜系統(tǒng)等。 MATLAB 開放的產(chǎn)品體系使 MATLAB 成為了諸多領(lǐng)域的開發(fā)首選軟件，并且， MATLAB 還具有 300 余家第三方合作伙伴，分布在科學(xué)計(jì)算、機(jī)械動(dòng)力、化工、計(jì)算機(jī)通訊、汽車、金融等領(lǐng)域。整個(gè)代碼的生成、編譯以及相應(yīng)的目標(biāo)下載過(guò)程都是自動(dòng)完成的，用戶需要做得僅僅使用鼠標(biāo)點(diǎn)擊幾個(gè)按鈕即可。 STATEFLOW 與 SIMULINK 和 MATLAB 緊密集成，可以將 STATEFLOW 創(chuàng)建的復(fù)雜控制邏輯有效地結(jié)合到SIMULINK 的模型中。目前 MATLAB 產(chǎn)品的工具箱有四十多個(gè)，分別涵蓋了數(shù)據(jù)獲取、科學(xué)計(jì)算、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析、數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)字圖像處理、金融財(cái)務(wù)分析以及生物遺傳工程等專業(yè)領(lǐng)域。 MATLAB Compiler 是一種編譯工具，它能夠?qū)⒛切├? MATLAB 提供的編程語(yǔ)言 —— M 語(yǔ)言編寫的函數(shù)文件編譯生成為函數(shù)庫(kù)、可執(zhí)行文件 COM 組件等等。 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 第四章 MATLAB 及其仿真集成環(huán)境 SIMULINK MATLAB 簡(jiǎn)介 MATLAB 的名稱源自 Matrix Laboratory ，它是一種科學(xué)計(jì)算軟件，專門以矩陣的形式處理數(shù)據(jù)。工作點(diǎn)由 b 點(diǎn)平移到 h 點(diǎn)，使這時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩 T 仍等于 1T ，電動(dòng)機(jī)繼續(xù)加速，工作點(diǎn)沿 b 點(diǎn)經(jīng) h 點(diǎn)， ⑥切除起動(dòng)電阻 1aR 當(dāng)工作點(diǎn)到達(dá) h 點(diǎn)是，即電磁轉(zhuǎn)矩 T 等于切換轉(zhuǎn)矩 2T ,此時(shí)再合上開關(guān) 1K ,切除起動(dòng)電阻 1aR ，電樞電路總電阻變?yōu)?aRR? 。 ② 切除起動(dòng)電阻 5aR 當(dāng)工作點(diǎn)到達(dá) f 點(diǎn)，即電磁轉(zhuǎn)矩 T 等于切換轉(zhuǎn)矩 2T 時(shí)，合上開關(guān) 5K ，切除起動(dòng)電阻 5aR ，電樞電路的總電阻變?yōu)? 43214 aaaaa RRRRRR ????? 這時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性變?yōu)槿藶樘匦?fmn0 ，切除 5aR 的瞬間，轉(zhuǎn)速來(lái)不及改變，工作點(diǎn)由 f 點(diǎn)平移到 l 點(diǎn)，使這時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩 T 仍等于 1T ，電動(dòng)機(jī)繼續(xù)加速，工作點(diǎn)沿特性 l 點(diǎn)向 e 點(diǎn)移動(dòng)。有一點(diǎn)必須注意，對(duì)于他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，在起動(dòng)電動(dòng)機(jī)之前，必須先將勵(lì)磁回路接通，并將勵(lì)磁電流調(diào)到額定值，使主磁場(chǎng)建立起來(lái)，然后再進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。再接通電樞電源，電機(jī)開始起動(dòng)。根據(jù)要求，可確定串接電阻 R 的大小，這樣有了加速轉(zhuǎn)矩后才能使系統(tǒng)啟動(dòng)，而加速轉(zhuǎn)矩的大小又必須滿足生產(chǎn)工藝對(duì)加速度的要求。 采用 降 壓起動(dòng)時(shí)，需要一套專用電源作為電動(dòng)機(jī)的電源。 直流電動(dòng)機(jī)經(jīng)常使用的起動(dòng)方法有 降電壓起動(dòng)和電樞回路串電阻起動(dòng) 兩種。所以此時(shí)電樞電流最大。有上述兩式 可見(jiàn)，當(dāng) ? 減弱時(shí)，理 想空載轉(zhuǎn)速)(0 ?? EN CUUn 加大，短路電流為常值，而短路轉(zhuǎn)矩 kT 將隨 ? 之減弱而降低。人為機(jī)械特性有交縱坐標(biāo)軸于一點(diǎn)但具有不同斜率的射線族組成 2. 改變電壓是的人為機(jī)械特性 此時(shí)電樞不串聯(lián)電阻（ 0??R ）， N??? ，改變電壓時(shí)的人為機(jī)械特性方程式為 TCC RC Un NTeNe 2????，改變電壓是， 0n 隨電壓的降低而降低，特性的 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 斜率則保持不變，他們低于固有機(jī)械特性１，又與固有機(jī)械特性相平行，由于電樞電路沒(méi)有串聯(lián)電阻，因此其特性較串聯(lián)電阻是硬。由特性可見(jiàn)，轉(zhuǎn)速 n 隨轉(zhuǎn)矩 T 的增大而降低，這說(shuō)明電動(dòng)機(jī)一加負(fù)載轉(zhuǎn)速會(huì)有一些降落。 機(jī)械特性方程式 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電路原理圖以及機(jī)械特性圖如圖所示 圖 他勵(lì)直流電機(jī)原理圖和機(jī)械特性圖 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性 TCC RCUn Tee 2????，式中Ｒ為電樞電路總電阻，包括 aR及電樞串聯(lián)電阻 ?R ， eC 為電動(dòng)勢(shì)常數(shù)， tC 為轉(zhuǎn)矩常數(shù)。在運(yùn)動(dòng)方程式中。常用于輪船、無(wú)軌電車、起重采礦設(shè)備中。 串勵(lì)電動(dòng)機(jī)不允許在空載或輕載的情況下運(yùn)行，因其理想空載轉(zhuǎn)速無(wú)限大，易損壞電機(jī)。 圖 并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特 性曲線 三、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，因此勵(lì)磁電流等于電樞電流。式中： n0= aU / CE Φ稱為理想空載（ T=0）轉(zhuǎn)速 C= Ra/CECTΦ 2是一個(gè)很小的常數(shù)，他代表電動(dòng)機(jī)隨負(fù)載增加而轉(zhuǎn)速下降的斜率。不同勵(lì)磁方式的直流電機(jī)有著不同的特性。 3．串勵(lì)直流電機(jī) 串勵(lì)直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)后，再接于直流電源，這種直流電機(jī)的勵(lì)磁電流就是電樞電流。由于直流電機(jī)的勵(lì)磁方式有多種，直流電動(dòng)機(jī)的工作特性因勵(lì)磁方式不同，差別很大，所以討論工作特性時(shí)，既要應(yīng)用綜合電磁過(guò)程的所 有方程式，又要注意到各種勵(lì)磁方式的特點(diǎn)。這就是直流電動(dòng)機(jī)的工作原理。后，導(dǎo)體 cd 轉(zhuǎn)到 N 極下，導(dǎo)體 ab 轉(zhuǎn)到 S 極下時(shí)，由于直流電源供給的電流方向不變，仍從電刷 A 流入，經(jīng)導(dǎo)體 cd 、 ab 后，從電刷B 流出。在磁場(chǎng)中 導(dǎo)體受力的方 向用左手定則確定。在直流發(fā)電機(jī)中，它將繞組內(nèi)的交變電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)換為電刷墻上的直流電動(dòng)勢(shì)。它是直流電機(jī)的主要電路部分，是通過(guò)電流和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)以實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部分。 1．電樞鐵心 電樞鐵心由硅鋼片疊壓而成，其表面有許多均勻分布的槽，用來(lái)嵌放電樞繞組。電刷裝置由電刷、刷握、刷桿座和銅絲辮組成。用來(lái)在其上安裝主磁極、換向磁極，同時(shí)也作為電動(dòng)機(jī)的外殼。其作用是產(chǎn)生附加磁場(chǎng)，以改善電動(dòng) 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 的換向條件，減小換向器上的火花。主磁極的鐵心用厚的鋼板沖片疊壓緊固而成永磁電機(jī)的主磁極直接由不同極性的永久磁體組成。但是，直流電動(dòng)機(jī)的制造工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高，維護(hù)較困難，可靠性較差，所以，在現(xiàn)代工業(yè)的拖動(dòng)系統(tǒng)中，直流電動(dòng)機(jī)與交流電動(dòng)機(jī)“各得其所”。 Stepstarting。從而更清楚的了解了其動(dòng)態(tài)過(guò)程 ,為設(shè)計(jì)人員提供了可靠的參考數(shù)據(jù)。本論文中建立他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)分級(jí)啟動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，并建立起連續(xù)的仿真模型，利用 MATLAB 中的SIMULINK 工具，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 change in the procedure of Excited DC motor’s armature series resistance’s startup has been the department’s very issue of concern, but in the design process it can not carry out the related test. In this paper,it’s to establish the excited DC motor’s mathematical model of stepstarting, and to establish a continuous simulation model,and to use the MATLAB’s SIMULINK tools to simulate the system and obtain the experimental results. So its dynamic process is understanded clearer, and it provide a reliable reference for accumulate much valuable experience for the establishment of the virtual experiment. Keywords: Excited DC Motor。因此，在對(duì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能和起動(dòng)性能要求較高的生產(chǎn)機(jī)械上，大都使用直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行拖動(dòng)。 1．主磁極 在一般的大中型直流電機(jī)中，主磁極是一種電磁鐵。它是由鐵心和繞組構(gòu)成的，換向極繞組與電樞繞組串聯(lián)。 3．機(jī)座 其作用一方面是作為電動(dòng)機(jī)的磁路，另一方面是用來(lái)固定 主磁極和換向極以及端蓋。 5．電刷裝置 電刷裝置是把直流電壓、直流電流引人或引出的裝置。由電樞鐵心 、電樞繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸和風(fēng)扇等部分組成。 2．電樞繞組 由許多相同的線圈組成，按一定規(guī)律嵌放在電樞鐵心的槽內(nèi)，并與換向器相連。其作用是把外界供給的直流電流轉(zhuǎn)變?yōu)槔@組中的交變電流以使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。 安徽建筑