【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(guān)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(guān)。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(biāo)的位置上發(fā)生了變化。當(dāng)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?？墒牵谳p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)樨撝担@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(yīng)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(guān)。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(biāo)的位置上發(fā)生了變化。當(dāng)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?？墒牵谳p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(dāng)脈沖的占空比越大時，相應(yīng)地其電動機所對應(yīng)的正向或者反向的轉(zhuǎn)速也就越大。當(dāng)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(dǎo)致了電動機正向轉(zhuǎn)動。反之當(dāng)脈沖的占空比小于50％時導(dǎo)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(dāng)其為重載或中載時電流只會在一個方向上變化，如當(dāng)電機正向轉(zhuǎn)動時，電流值始終沒有為負值。但當(dāng)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(dāng)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(guān)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(xué)習(xí)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(xué)會了如何去使用工具，如何將實踐與我們所學(xué)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(xùn)練為我們在今后的學(xué)習(xí)與實踐中打下了堅實的基礎(chǔ)。在這里首先要感謝包老師對我們的細心指導(dǎo)，她為我們提供了一個學(xué)習(xí)的平臺。她為我們布置了任務(wù)，這就使得我們在學(xué)習(xí)的過程中做到有的放矢，從而使得我們目標(biāo)專一攻克難關(guān)，為最終掌握該仿真軟件打下了堅實的基礎(chǔ)。其次，要感謝學(xué)院以及實驗室的老師為我們學(xué)習(xí)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(xué)都相互照顧，相互學(xué)習(xí)，使得班級的學(xué)分非常的濃厚，從而為我們每一位同學(xué)更好地學(xué)習(xí)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(yīng)用技術(shù) 清華大學(xué)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 /