【正文】 每一個大類中先給出三個小類情況下的波形圖，然后對這三個小類的波形圖進行對比分析，并得出相關的結(jié)論。這樣，在三個大類單獨分析完以后，再對三個大類的異同進行深入的分析，必要時，要分析三大類不同的原因。最終，對整個電路有一個整體的分析與概括，并對所做的分析做一總結(jié)。采取這種方法的好處是循序漸進，由里及表，化零為整，最終對整個電路有一個深刻的分析。㈠ 占空比為90％時對系統(tǒng)的分析在脈沖觸發(fā)電路中調(diào)節(jié)脈沖發(fā)生器，使VD1與VD4所對應的脈沖占空比為90％。脈沖發(fā)生器所產(chǎn)生的脈沖波形如圖43所示:1．重載情況電機穩(wěn)定后所對應的電機端電壓與流過電機的電流的仿真波形圖如圖44所示：重載情況下所對應的電機角速度w，電樞電流Ia,勵磁電流If，以及電磁轉(zhuǎn)矩Te的仿真波形圖如圖45所示：2．中載情況電機穩(wěn)定后所對應的電機端電壓與流過電機的電流的仿真波形圖如圖46所示：中載情況下所對應的電機角速度w，電樞電流Ia,勵磁電流If，以及電磁轉(zhuǎn)矩Te的仿真波形圖如圖47所示：3．輕載情況電機穩(wěn)定后所對應的電機端電壓與流過電機的電流的仿真波形圖如圖48所示：輕載情況下所對應的電機角速度w，電樞電流Ia,勵磁電流If，以及電磁轉(zhuǎn)矩Te的仿真波形圖如圖49所示：參數(shù)說明： 在本分析電路中，所用的電源電壓為直流140V，直流電機的勵磁電壓為110V，,勵磁回路的電阻為240 ?，電感為120H,。仿真過程中所用算法為ode23tb(stiff/TRBDF2)。仿真結(jié)果分析：在占空比為90％的情況下，首先最為直觀地可以看出電機始終處于正向轉(zhuǎn)動狀態(tài)，而且電機端電壓波形正值比負值寬得多，對比不同負載情況下的電機端電壓波形圖，不難發(fā)現(xiàn)，三種情況下的波形圖都一樣，這說明負載的大小并不影響負載端電壓的波形，即負載端電壓的波形只與占空比有關。再看流過電機的電流的波形，可以很明顯地看到，電流的波形在形狀上相同，但在坐標的位置上發(fā)生了變化。當負載為重載的情況下時，由于電流非常大，故在電壓變?yōu)樨撝禃r，沒有足夠的時間將電流衰減為零，從而使電流的波形始終在正半軸。負載為中載時，可以看到在電壓為負值期間，電流幾乎恰好能衰減為零，但此后電壓值又變?yōu)檎?，故而電流也始終沒有為負值。可是，在輕載情況下時，由于電流較小，在電壓為負值的期間，電流迅速衰減為零并變?yōu)樨撝?，這樣，在輕載時，電流有正有負，但是由于電機是正向轉(zhuǎn)動的故電流正的有效值大于負的有效值。再觀察電機角速度的波形圖，對比可以得到在重載情況時的角速度最小，中載次之，輕載時的角速度最大。而且重載時的動蕩比后兩者較大。其原因在于輕載時電機的加減速快，慣性小，也就是時間常數(shù)小，從而波形非常平滑。㈡ 占空比為50％時對系統(tǒng)的分析在脈沖觸發(fā)電路中調(diào)節(jié)脈沖發(fā)生器，使VD1與VD4所對應的脈沖占空比為50％。脈沖發(fā)生器所產(chǎn)生的脈沖波形如圖410所示:占空比為50％時電機端電壓及電流仿真波形圖如圖411所示：占空比為50％時電機w，Ia，If，Te的仿真波形圖如圖412所示：特別說明： 占空比為50％時是一種非常特殊的情況，由于電機端電壓在正負半周的時間都相同，也就是說加在電機兩端電壓的有效值為零值，就導致了這種情況下不管是重載、輕載、還是中載，所得到的各個情況下的波形圖形狀與位置均相同，只是大小上有些區(qū)別而已，故為了分析的簡單起見，只畫出一種情況僅作為代表進行在各種情況下波形的分析。參數(shù)說明： 為了與上面的分析統(tǒng)一起見，在本分析電路中，所用的參數(shù)仍然為：電源電壓為直流140V，直流電機的勵磁電壓為110V，,勵磁回路的電阻為240 ?，電感為120H,。仿真過程中所用算法為ode23tb(stiff/TRBDF2)。仿真結(jié)果分析： 在該情況下，首先觀察電動機角速度的波形圖，不難發(fā)現(xiàn)，電動機在正反轉(zhuǎn)交替，而且交替的頻率與IGBT導通的頻率相等。其主要原因在于在脈沖占空比為50％時電壓的波形是對稱的，加在電機上的電壓有效值為零值，從而導致電機不能以一恒定的方向進行轉(zhuǎn)動，使得電機正反脈動。 在看流過電機的電流發(fā)現(xiàn)其也是正負對稱的，從而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩也為對稱的波形，這也是電機正反轉(zhuǎn)交替的另一個原因。 從而我們可以得出一個結(jié)論，在脈沖占空比為50％的情況下時電動機的轉(zhuǎn)速不可能持續(xù)在一個方向上的轉(zhuǎn)動。㈢ 占空比為10％時對系統(tǒng)的分析在脈沖觸發(fā)電路中調(diào)節(jié)脈沖發(fā)生器，使VD1與VD4所對應的脈沖占空比為10％。脈沖發(fā)生器所產(chǎn)生的脈沖波形如圖413所示:1．重載情況電機穩(wěn)定后所對應的電機端電壓與流過電機的電流的仿真波形圖如圖414所示：重載情況下所對應的電機角速度w，電樞電流Ia,勵磁電流If，以及電磁轉(zhuǎn)矩Te的仿真波形圖如圖415所示：2．中載情況電機穩(wěn)定后所對應的電機端電壓與流過電機的電流的仿真波形圖如圖416所示：中載情況下所對應的電機角速度w，電樞電流Ia,勵磁電流If，以及電磁轉(zhuǎn)矩Te的仿真波形圖如圖417所示：3．輕載情況電機穩(wěn)定后所對應的電機端電壓與流過電機的電流的仿真波形圖如圖418所示：輕載情況下所對應的電機角速度w，電樞電流Ia,勵磁電流If，以及電磁轉(zhuǎn)矩Te的仿真波形圖如圖419所示：參數(shù)說明： 為了與上面的分析統(tǒng)一起見，在本分析電路中，所用的參數(shù)仍然為：電源電壓為直流140V，直流電機的勵磁電壓為110V，,勵磁回路的電阻為240 ?，電感為120H,。仿真過程中所用算法為ode23tb(stiff/TRBDF2)。仿真結(jié)果分析：在占空比為10％的情況下，首先最為直觀地可以看出電機始終處于反向轉(zhuǎn)動狀態(tài)，而且電機端電壓波形負值比正值寬得多，對比不同負載情況下的電機端電壓波形圖，不難發(fā)現(xiàn)，三種情況下的波形圖都一樣，這與前面在占空比為90％情況下所得到的結(jié)果一樣，這就更進一步地說明負載的大小并不影響負載端電壓的波形，而脈沖的占空比才是影響負載電壓波形的主要原因，即負載端電壓的波形只與占空比有關。再看流過電機的電流的波形，可以很明顯地看到，電流的波形在形狀上相同，但在坐標的位置上發(fā)生了變化。當負載為重載的情況下時，由于電流非常大，故在電壓變?yōu)檎撝禃r，沒有足夠的時間將電流衰減為零，從而使電流的波形始終在負正半軸。負載為中載時，可以看到在電壓為正值期間，電流幾乎恰好能衰減為零，但此后電壓值又變?yōu)檎?，故而電流也始終沒有為正值?？墒?，在輕載情況下時，由于電流較小，在電壓為正值的期間，電流迅速衰減為零并變?yōu)檎?，這樣，在輕載時，電流有正有負，但是由于電機是反向轉(zhuǎn)動的故電流負的有效值大于正的有效值。再觀察電機角速度的波形圖，對比可以得到在重載情況時的角速度最小，中載次之，輕載時的角速度最大。而且重載時的動蕩比后兩者較大。其原因在于輕載時電機的加減速快，慣性小，也就是時間常數(shù)小，從而波形非常平滑。綜合分析：在以上的分析中分別對三大類情況做了比較詳細的分析，現(xiàn)將這三種情況綜合起來進行分析。首先，脈沖的占空比的大小決定著電機轉(zhuǎn)速甚至是電機轉(zhuǎn)向的問題，當脈沖的占空比越大時，相應地其電動機所對應的正向或者反向的轉(zhuǎn)速也就越大。當脈沖的占空比大于50％時，電動機兩端的電壓的有效值為正值，即電壓波形的正半波比負半波寬，這就導致了電動機正向轉(zhuǎn)動。反之當脈沖的占空比小于50％時導致電動機反向轉(zhuǎn)動。其次，除了在占空比為50%的情況下，電動機所帶負載的大小還將影響流過電動機的電流波形。當其為重載或中載時電流只會在一個方向上變化，如當電機正向轉(zhuǎn)動時，電流值始終沒有為負值。但當其為輕載時電流便會在正負方向上均變化，但其有效值還是與電機的轉(zhuǎn)向相同，如當電機正向輕載時，其電流的有效值始終為正值，以使電機正向轉(zhuǎn)動。本章小結(jié)本章中就對運動控制系統(tǒng)中常見的一類調(diào)速系統(tǒng)，即直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)中的橋式可逆PWM變換器進行了深入的研究與分析。在分析的過程中首先將問題按照占空比的不同分為三大類，即占空比為10%、50%、90%的情況。而在三大類的分析過程中又按照負載的大小不同將其分為三類，即重載、中載、輕載的情況。分析的思路是以一個大類為一個單元進行分析，然后再對各個單元進行對比分析。直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)中可逆PWM變換器時直流調(diào)速系統(tǒng)中的精華，掌握其原理對理解整個調(diào)速系統(tǒng)有著至關重要的作用，故在本章中對橋式可逆PWM變換器的分析力求做到全面、詳細，從而更好地理解其工作原理?？偨Y(jié)體會在匆忙中終于完成了電力電子技術(shù)仿真實驗報告，雖然在過程中遇到了各種困難與挫折，但是始終堅持的心態(tài)讓我最終成功地完成了該仿真。俗話說的好：“工欲善其事，必先利其器”，掌握電力電子仿真軟件對我們來說就像是掌握了學習電力電子理論的有力工具，所以，這次仿真不光是在說明書的寫作方面有了更好的鍛煉，最重要的是讓我們學會了如何去使用工具，如何將實踐與我們所學的理論知識溝通起來，而溝通的過程中必然會用到工具。所以，此次仿真的綜合訓練為我們在今后的學習與實踐中打下了堅實的基礎。在這里首先要感謝包老師對我們的細心指導，她為我們提供了一個學習的平臺。她為我們布置了任務，這就使得我們在學習的過程中做到有的放矢，從而使得我們目標專一攻克難關，為最終掌握該仿真軟件打下了堅實的基礎。其次，要感謝學院以及實驗室的老師為我們學習該仿真軟件提供了場地，有道是：“巧婦難為無米之炊”,沒有他們提供給我們的場地及電腦，也就不可能這么順利地掌握該軟件。 最后，要感謝班里的每位同學都相互照顧，相互學習，使得班級的學分非常的濃厚，從而為我們每一位同學更好地學習與掌握該軟件提供了精神上的動力。 再次對以上各位表示最為真摯的感謝！參考文獻電力電子技術(shù) 機械工業(yè)出版社 王兆安 主編 2004年；MATLAB應用技術(shù) 清華大學出版社 王忠禮 主編 2007年；電力拖動自動控制系統(tǒng)—運動控制系統(tǒng) 第3版 機械工業(yè)出版社 陳伯時 主編 1998年；洪乃剛等編著，《電力電子和電力拖動控制系統(tǒng)的MATLAB仿真》，機械工業(yè)出版社，2006年出版；《MATLAB語言精要及動態(tài)仿真工具SIMULINK》西工大出版社 施陽 主編 1997年；《電力電子技術(shù)與MATLAB仿真》，中國電力出版社，周淵深 主編 2006年出版.電力電子與交流傳動仿真 機械工業(yè)出版社 謝衛(wèi) 主編2009年出版68 /