直流有刷电机转速、电流双闭环调速系统及Matlab/Simulink仿真分析

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前言

变压调速是直流调速系统的主要调速方法，因此系统的硬件至少包含：可调直流电源和直流电机两部分。可调直流电源多采用直流PWM变换器，即DC-DC变流电路，将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。本次可调直流电源采用降压斩波电路（Buck Choopper）。
有关直流电机调速原理，请阅读：
直流有刷电机调速原理及Matlab/Simulink仿真

一、降压斩波电路（Buck Chopper）

二、转速、电流双闭环直流调速系统

转速、电流反馈控制的直流调速系统是静、动态性能优良、应用最广的直流调速系统。启动过程只有电流负反馈，没有转速负反馈；达到稳态转速后，只有转速负反馈没有电流负反馈，二者串级连接。转速调节器的输出作为电流调节器的输入，再用电流调节器的输出控制电力电子变换器的输出。

三、Matlab/Simulink仿真

3.1.仿真电路分析

主电路包括：降压斩波电路和直流电机两部分

控制电路包括：转速调节器和电流调节器

信号测量：监测电压、转速、电流及转矩的变化

3.2.仿真电路结果分析

给定转速1750r/min，稳态转速1750r/min

稳态转速时的电压为：240V

转速、电流双闭环直流调速系统的电机启动过程

转速单闭环直流调速系统的启动过程

上图为调速过程，转速600r/min，调节的输入电压约为116V；转速1000r/min，调节的输入电压约为160V；转速1750r/min，调节的输入电压约为240V；转速1200r/min，调节的输入电压约为182V

上图为生成的PWM控制信号

总结

采用BUCK电路与DC Motor组成转速、电流双闭环直流调速系统，并通过Matlab/Simulink对该直流调速系统进行了仿真分析，为后续章节的仿真及分析奠定基础。