基于Matlab的直流电机电枢反应研究
(1.广西玉柴专用汽车有限公司,广西 南宁 530003;2.广西大学行健文理学院,广西 南宁 530005)
摘 要:考虑在电枢反应的情况下,建立直流电机机械特性数学模型,利用Matlab软件进行仿真,分析电枢反应对直流电机机械特性的影响,主要分析了电枢电流的变化对电机转速和转矩的影响,对于电机在重载和过载情况下运行具有一定意义。
关键词:电枢反应;直流电机;机械特性;Matlab
中图分类号:TB 文献标识码:A文章编号:1672-3198(2011)17-0324-02
0 前言
直流电动机在负载运行时就会受到电枢反应的影响,尤其是在重载、过载的时电枢反应对电机的影响就会增加,这对于直流电机的稳定运行和使用寿命都由较大的影响。本文利用matlab软件,通过建立数学模型,利用计算机进行辅助分析、仿真,从而得出电枢反应对直流电机运行特性的影响。
1 基本思想
由于电机磁化曲线的非线性,在分析电机电枢反应的去磁效应时,需要查电机铁磁材料的磁化曲线从而获得磁场强度与磁感应强度的关系,如图1所示。
(1)首先查找相关的电机手册,计算出电机的电动势常数 Ce,再根据电机的额定数据由电枢电动势的公式 EαU-IαRα,计算出电枢的额定电动势EαN,从而由EαN 、Ce 、nN 的关系EαNCeΦiNnN 得到电机额定运行时的额定磁通ΦiN。
(2)通过电机手册查找电机的电枢直径D 和电枢的长度L 以及主磁极极对数P,这时可以估算出电机的极距τ,则每级磁通的截面积为SτL。由B 得到额定的磁感应强度BN,再通过查磁化曲线可以得到额定条件下主磁极的磁场强度HN。
(3)当电枢中有电流通过时,电枢绕组也会产生磁通,电枢磁通势必然会影响到励磁磁通产生的磁场,这就是电枢反应。电枢反应表现为半个磁极范围内磁场增强,而另半个磁极范围的磁场减弱。因此,在建模时,额定的磁场强度Hα 分别加减电枢磁场强度,即H1HN+Hα,H2HN-Hα。再通过查磁化曲线得到相应的磁感应强度B1,B2,整个磁极范围的磁感应强度为B(B1+B1)/2。这时可以求得电枢反应后的磁通 Φi。
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