他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)(課程設(shè)計(jì)).doc

xxxxxxxxx大學(xué) 電機(jī)與拖動(dòng)課程設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 題 目：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)院（系、部）： 電氣與控制工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師：_日 期： 電氣工程系課程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分模板課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表學(xué)期姓名專業(yè)班級(jí)課程名稱 電機(jī)與拖動(dòng)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng) 成績(jī) 評(píng)分項(xiàng)目?jī)?yōu)良中及格不及格設(shè)計(jì)表現(xiàn)1.設(shè)計(jì)態(tài)度非常認(rèn)真認(rèn)真較認(rèn)真一般不認(rèn)真2.設(shè)計(jì)紀(jì)律嚴(yán)格遵守遵守基本遵守少量違反嚴(yán)重違反3.獨(dú)立工作能力強(qiáng)較強(qiáng)能獨(dú)立設(shè)計(jì)完成基本獨(dú)立設(shè)計(jì)完成不能獨(dú)立設(shè)計(jì)完成4.上交設(shè)計(jì)時(shí)間提早或按時(shí)按時(shí)遲交半天遲交一天遲交一天以上設(shè)計(jì)說明書5.設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)思路清晰，結(jié)構(gòu)方案良好，設(shè)計(jì)參數(shù)選擇正確，條理清楚，內(nèi)容完整，結(jié)果正確設(shè)計(jì)思路清晰，結(jié)構(gòu)方案合理，設(shè)計(jì)參數(shù)選擇正確，條理清楚，內(nèi)容較完整，極少量錯(cuò)誤設(shè)計(jì)思路較清晰，結(jié)構(gòu)方案基本合理，設(shè)計(jì)參數(shù)選擇基本正確，調(diào)理清楚，內(nèi)容基本完整，有少量錯(cuò)誤設(shè)計(jì)思路基本清晰，結(jié)構(gòu)方案基本合理，設(shè)計(jì)參數(shù)選擇基本正確，調(diào)理清楚，內(nèi)容基本完整，有些錯(cuò)誤設(shè)計(jì)思路不清晰，結(jié)構(gòu)方案不合理，關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)選擇有錯(cuò)誤，調(diào)理清楚，內(nèi)容不完整，有明顯錯(cuò)誤6.設(shè)計(jì)書寫、字體、排版規(guī)范、整潔、有條理，排版很好較規(guī)范、整潔、有條理，個(gè)別排版有問題基本規(guī)范、整潔、有條理，個(gè)別排版有問題基本規(guī)范、整潔、有條理，排版有問題較多不規(guī)范、不整潔、無條理，排版有問題很大7.封面、目錄、參考文獻(xiàn)完整較完整基本完整缺項(xiàng)較多不完整圖紙8.繪圖效果很出色較出色一般較差很差9.布局合理、美觀較合理基本合理有些混亂布局混亂10.繪圖工程標(biāo)準(zhǔn)符合標(biāo)準(zhǔn)較符合標(biāo)準(zhǔn)基本符合標(biāo)準(zhǔn)個(gè)別不符合標(biāo)準(zhǔn)完全不符合標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定說明：不及格標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計(jì)內(nèi)容一項(xiàng)否決制，即5為不及格，整個(gè)設(shè)計(jì)不及格，其他4項(xiàng)否決；優(yōu)、良、中、及格標(biāo)準(zhǔn)：以設(shè)計(jì)內(nèi)容為主體，其他項(xiàng)超過三分之一為評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，否則評(píng)定為下一等級(jí)；如優(yōu)秀評(píng)定，設(shè)計(jì)內(nèi)容要符合5，其余九項(xiàng)要有4項(xiàng)符合才能評(píng)定為優(yōu)，否則評(píng)定為良好，以此類推。最終成績(jī)： 評(píng)定教師簽字：課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目直流電動(dòng)機(jī)串電阻起動(dòng)分析與設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)任務(wù)一臺(tái)Z4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，PaN=200kW，UaN=440V，IaN =497A，nN =1500r/min，Ra=0.076。采用分級(jí)起動(dòng)，起動(dòng)電流最大值不超過2IaN，試求各段電阻值，并求切除電阻時(shí)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速和電動(dòng)勢(shì)，并做出機(jī)械特性圖，對(duì)起動(dòng)特性進(jìn)行分析。三、設(shè)計(jì)計(jì)劃電機(jī)與拖動(dòng)課程設(shè)計(jì)共計(jì)1周內(nèi)完成：1、第12天查資料,熟悉題目；2、第35天方案分析,具體按步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)及整理設(shè)計(jì)說明書；3、第6天準(zhǔn)備答辯；4、第7天答辯。四、設(shè)計(jì)要求1、設(shè)計(jì)工作量為完成設(shè)計(jì)說明書一份；2、設(shè)計(jì)必須根據(jù)進(jìn)度計(jì)劃按期完成；3、設(shè)計(jì)說明書必須經(jīng)指導(dǎo)教師審查簽字方可答辯。指 導(dǎo) 教師：教研室主任：時(shí) 間：摘 要通過在電樞上串聯(lián)多級(jí)電阻，可以減小他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流和轉(zhuǎn)矩。分析了他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)串多級(jí)電阻的啟動(dòng)原理，給出了多級(jí)啟動(dòng)電阻的計(jì)算選擇方法。以一個(gè)實(shí)際他勵(lì)電動(dòng)機(jī)為例進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)了該電動(dòng)機(jī)電樞串五級(jí)電阻的啟動(dòng)系統(tǒng)，通過編程畫出了該直流電動(dòng)機(jī)串五級(jí)電阻啟動(dòng)的機(jī)械特性圖。通過Matlab對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng)和串電阻啟動(dòng)進(jìn)行了建模和仿真，仿真結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性。關(guān)鍵詞：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī) 電樞串電阻啟動(dòng) 機(jī)械特性 仿真目 錄1 引言12 他勵(lì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)原理13 啟動(dòng)電阻的計(jì)算選擇24 實(shí)例分析35 仿真驗(yàn)證55.1 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)仿真55.2 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)串電阻啟動(dòng)仿真106 結(jié)論12參考文獻(xiàn)121 引言他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)瞬間，轉(zhuǎn)速n=0，電動(dòng)勢(shì)E=0，由電樞電流方程式（1）可知，啟動(dòng)電流如式（2）所示。在額定電壓下直接啟動(dòng)時(shí)，由于Ra很小，IS很大，一般可達(dá)電樞電流額定值的1020倍。這樣大的電流是換向所不允許的。同時(shí)由式（3）可知，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也能達(dá)到額定轉(zhuǎn)矩的1020倍。雖然啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大可以使電機(jī)加速快，但是過大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)使電動(dòng)機(jī)和它所拖動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械遭受突然的巨頭沖擊，以致?lián)p壞傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（如齒輪）和生產(chǎn)機(jī)械。由此可見，除了額定功率在數(shù)百瓦以下的微型直流電動(dòng)機(jī)，因電樞繞組導(dǎo)線細(xì)、電樞電阻Ra大、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量又比較小，可以直接啟動(dòng)外，一般的直流電動(dòng)機(jī)是不允許采用直接啟動(dòng)的1。因此，必須將啟動(dòng)電流限制在運(yùn)行范圍之內(nèi)。由式（2）可以看出，方法有兩個(gè)：降低電樞電壓Ua和增加電樞電阻Ra。2 他勵(lì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)原理本設(shè)計(jì)采用增加Ra的方法。通過在電樞上串聯(lián)多個(gè)電阻，采用有級(jí)啟動(dòng)的方法來保證啟動(dòng)過程中既有較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，又使啟動(dòng)電流不會(huì)超過允許值2?，F(xiàn)以兩級(jí)啟動(dòng)為例來說明啟動(dòng)步驟和啟動(dòng)過程。原理圖和機(jī)械特性如圖1所示。 (a) 電路圖 (b) 機(jī)械特性圖1 他勵(lì)電動(dòng)機(jī)電樞串電阻分級(jí)啟動(dòng)啟動(dòng)過程分析。啟動(dòng)步驟如下： 串聯(lián)啟動(dòng)電阻RST1和RST2啟動(dòng)啟動(dòng)前開關(guān)Q1和Q2斷開，使得電樞電路中串入電阻RST1和RST2，加上電樞電路自身的電阻Ra，電樞電路的總電阻為加上勵(lì)磁電壓Uf，保持勵(lì)磁電流If為額定值不變，然后加上電樞電壓，這是電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性如圖1（b）中的人為特性n0Ma。由于啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩T1遠(yuǎn)大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械開始啟動(dòng)，工作點(diǎn)沿人為特性n0Ma由a1點(diǎn)向a2點(diǎn)移動(dòng)。 切除啟動(dòng)電阻RST2當(dāng)工作點(diǎn)到達(dá)a2點(diǎn)，即電磁轉(zhuǎn)矩T等于切換轉(zhuǎn)矩T2時(shí)，合上開關(guān)Q2，切除起動(dòng)電阻RST2，電樞電路的總電阻變?yōu)檫@時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性變?yōu)槿藶樘匦詎0Mb，切除RST2的瞬間，轉(zhuǎn)速來不及改變，工作點(diǎn)由特性n0Ma上的a2點(diǎn)平移到特性n0Mb上的b1點(diǎn)，使得這時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩T仍等于T1，電動(dòng)機(jī)繼續(xù)加速，工作點(diǎn)沿特性n0Mb由b1點(diǎn)向b2點(diǎn)移動(dòng)。 切除啟動(dòng)電阻RST1當(dāng)工作點(diǎn)到達(dá)b2點(diǎn)，即電磁轉(zhuǎn)矩T又等于切換轉(zhuǎn)矩T2時(shí)，合上開關(guān)Q1，切除起動(dòng)電阻RST1，電樞電路的總電阻變?yōu)檫@時(shí)機(jī)械特性變?yōu)楣逃刑匦詎0Mc，工作點(diǎn)由b2點(diǎn)平移到c1點(diǎn)，使得這時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩T仍等于T1，電動(dòng)機(jī)繼續(xù)加速，工作點(diǎn)沿固有特性n0Mc由c1點(diǎn)經(jīng)c2點(diǎn)，移動(dòng)到p點(diǎn)。在p點(diǎn)，電磁轉(zhuǎn)矩T等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，整個(gè)啟動(dòng)過程結(jié)束。3 啟動(dòng)電阻的計(jì)算選擇 選擇啟動(dòng)電流I1和切換電流I2為保證與啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩T1對(duì)應(yīng)的啟動(dòng)電流不會(huì)超過運(yùn)行的最大電樞電流Iamax，選擇對(duì)應(yīng)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為保證一定的加速轉(zhuǎn)矩，減小啟動(dòng)時(shí)間，一般選擇切換轉(zhuǎn)矩為若TL未知，可用TN代替。對(duì)應(yīng)的切換電流T2為IL是與TL對(duì)應(yīng)的穩(wěn)態(tài)電樞電流。若未知，可用IaN代替。 求出起切電流（轉(zhuǎn)矩）比 確定啟動(dòng)級(jí)數(shù)mm的計(jì)算公式為式中，Ram為m級(jí)啟動(dòng)時(shí)的電樞啟動(dòng)總電阻該公式的推導(dǎo)過程如下：由于nb2=nc1，故Eb2=Ec1，即由于na2=nb1，故Ea2=Eb1，即可見，若為m級(jí)啟動(dòng)，則啟動(dòng)的總電阻為兩邊取對(duì)數(shù)，便得到了式（12）。若式（12）求出的m不是整數(shù)，可取相近整數(shù)。若m已知，上述步驟中除求I1外，其余都可省略。 重新計(jì)算，校驗(yàn)I2是否在規(guī)定范圍之內(nèi)。若m是取相近整數(shù)，則需重新計(jì)算。由式（14）可知計(jì)算的公式為根據(jù)重新求得的，由式（11）重新求出I2，并校驗(yàn)I2是否在式（10）所規(guī)定的范圍之內(nèi)。若不在規(guī)定范圍之內(nèi)，需調(diào)整I1或加大啟動(dòng)級(jí)數(shù)m，重新計(jì)算和I2，直到滿足要求為止。 求出各級(jí)啟動(dòng)電阻。根據(jù)前面的分析可知，計(jì)算各級(jí)啟動(dòng)電阻的一般公式為式中，i=1，2，m。4 實(shí)例分析以一臺(tái)Z4系列他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)為例進(jìn)行分析計(jì)算，PN=200kW，UaN=440V，IaN=497A，nN=1500r/min，Ra=0.076，采用電樞串電阻起動(dòng)。求起動(dòng)級(jí)數(shù)和各級(jí)起動(dòng)電阻。 啟動(dòng)電阻計(jì)算(1) 選擇I1和I2I1=(1.5 2.0)IaN=(745.5994)AI2 =(1.1 1.2)IaN=(546.7596.4)A取I1= 840 A，I2=560A。(2) 求出起切電流比b(3) 求出啟動(dòng)級(jí)數(shù)m取m=5。(4) 重新計(jì)算b，校驗(yàn)I2。I2在規(guī)定的范圍之內(nèi)。(5) 求出各級(jí)啟動(dòng)電阻RST1=(-1)Ra=(1.47131)0.076= 0.0358RST2=(2-)Ra=(1.471321.4713)0.076= 0.0527RST3=(3-2)Ra=(1.471331.47132)0.076= 0.0775RST4=(4-3)Ra=(1.471341.47133)0.076= 0.1141RST5=(5-4)Ra=(1.471351.47134)0.076= 0.1678 啟動(dòng)特性分析他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系，即機(jī)械特性關(guān)系式為已知，PN=200kW，UaN=440V，IaN=497A，nN=1500r/min，Ra=0.076。額定狀態(tài)時(shí)，有可得當(dāng)電樞上串聯(lián)不同電阻時(shí)，他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性也不同。當(dāng)電樞電阻分別為Ra1、Ra2、Ra3、Ra4、Ra5時(shí)，代入式（17），使用如下指令：clearUaN=440; CEFai=0.2685; CTFai=2.564; Ra=0.076; Ra1=0.1118;Ra2=0.1645;Ra3=0.2420;Ra4=0.3561;Ra5=0.5239;I1=840;I2=570.924;T=0: 1:2500;n= UaN/CEFai-Ra.*T./( CEFai*CTFai);n1= UaN/CEFai-Ra1.*T./( CEFai*CTFai);n2= UaN/CEFai-Ra2.*T./( CEFai*CTFai);n3= UaN/CEFai-Ra3.*T./( CEFai*CTFai);n4= UaN/CEFai-Ra4.*T./( CEFai*CTFai);n5= UaN/CEFai-Ra5.*T./( CEFai*CTFai);plot(T, n, T, n1, T, n2, T, n3, T, n4, T, n5)title(他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)機(jī)械特性圖), xlabel(電磁轉(zhuǎn)矩T(或電樞電流Ia), ylabel(轉(zhuǎn)速n)hold onT1= CTFai*I1;T2= CTFai*I2;plot(T1, n5,T2,n5)hold off在Matlab運(yùn)行窗口下運(yùn)行，可畫出他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)串5級(jí)電阻啟動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性，如圖2所示。用下面程序，可計(jì)算出電磁轉(zhuǎn)矩Te=T2=1.4638103Nm時(shí)，固有特性和五級(jí)串電阻機(jī)械特性對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速分別為：nT2=1.4771e+003r/min，n1T2=1.4010e+003r/min，n2T2= 1.2890e+003 r/min，n3T2=1.1242e+003 r/min，n4T2= 881.5672 r/min，n5T2=524.7782 r/min。clearUaN=440; CEFai=0.2685; CTFai=2.564; Ra=0.076; Ra1=0.1118;Ra2=0.1645;Ra3=0.2420;Ra4=0.3561;Ra5=0.5239;I1=840;I2=570.924;T=1463.8;nT2= UaN/CEFai-Ra*T/( CEFai*CTFai)n1T2= UaN/CEFai-Ra1*T/( CEFai*CTFai)n2T2= UaN/CEFai-Ra2*T/( CEFai*CTFai)n3T2= UaN/CEFai-Ra3*T/( CEFai*CTFai)n4T2= UaN/CEFai-Ra4*T/( CEFai*CTFai)n5T2= UaN/CEFai-Ra5*T/( CEFai*CTFai)圖2 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)機(jī)械特性圖5 仿真驗(yàn)證使用Simulink建立他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)和串多級(jí)電阻啟動(dòng)的仿真模型，測(cè)取啟動(dòng)過程中的轉(zhuǎn)速、電磁轉(zhuǎn)矩和電樞電流的仿真曲線，并進(jìn)行比較。5.1 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)仿真直流電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流很大，可達(dá)到額定電流的1020倍，由此產(chǎn)生很大的沖擊轉(zhuǎn)矩。在實(shí)際運(yùn)行時(shí)不允許直流電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)。使用Simulink對(duì)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng)過程建立仿真模型，通過仿真獲得直流電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng)電流和電磁轉(zhuǎn)矩的變化過程。（1）建立仿真模型仿真模型如圖3所示3-4。圖中主要包括直流電動(dòng)機(jī)模塊（DC Machine）、直流電源模塊（DC Voltage Source）、理想開關(guān)模塊（Ideal Switch）、開關(guān)模塊（Switch）、增益模塊（Gain）、電子模塊（RLC Branch）、示波器模塊（Scope）等。仿真模型中，通過理想開關(guān)模塊控制直流電源的接通和斷開。使用開關(guān)模塊控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)在啟動(dòng)過程中的轉(zhuǎn)矩為空載轉(zhuǎn)矩，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定值之后，使電機(jī)工作在給定的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。圖3 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)仿真模型原理圖（2）模塊參數(shù)設(shè)置1）直流電動(dòng)機(jī)模塊。直流電動(dòng)機(jī)的參數(shù)設(shè)置窗口如圖4所示5-6，其中：Configuration（配置）標(biāo)簽中，如圖4（a）所示，包括如下參數(shù)：Preset model 預(yù)設(shè)模型選項(xiàng)，有一些模塊中預(yù)先設(shè)定好參數(shù)的模型可以使用，本例沒有使用預(yù)設(shè)模型，所以選定了No選項(xiàng)；Mechanical input 機(jī)械輸入選項(xiàng)，分為功率輸入（Mechnical power Pm）和轉(zhuǎn)速輸入（Speed w）方式兩種可選，本例選擇了功率輸入方式，也就是轉(zhuǎn)矩形式輸入；（a） Configuration（配置）參數(shù)設(shè)置（b）Parameters（參數(shù)）參數(shù)設(shè)置 圖4 直流電動(dòng)機(jī)模塊參數(shù)設(shè)置圖Parameters（參數(shù)）標(biāo)簽中，如圖4（b）所示，包括如下參數(shù)：Armature resistance and inductance Ra (ohms) La (H) 電樞電阻和電感，用來設(shè)定電樞的電阻值和電感值；Field resistance and inductance Rf (ohms) Lf (H) 勵(lì)磁繞組電阻和電感，用來設(shè)定勵(lì)磁繞組的電阻值和電感值；Field armature mutual inductance Laf (H) 勵(lì)磁繞組和電樞之間的互感；Total inertia J (kgm2) 電機(jī)總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；Viscous friction coefficient Bm (Nms) 摩擦系數(shù)；Coulomb friction torque Tf (Nm) 庫(kù)侖摩擦轉(zhuǎn)矩；Initial speed (rad/s) 初始角速度。按照4中的參數(shù)分別設(shè)置直流電動(dòng)機(jī)的各個(gè)參數(shù)7-9。Advanced（高級(jí)）標(biāo)簽中，只有Sample time（采樣時(shí)間）設(shè)置，默認(rèn)為-1。 直流電機(jī)的m端口輸出是一個(gè)包含四個(gè)信號(hào)的矢量，如表1所示，可以通過信號(hào)分解模塊把這四個(gè)信號(hào)分開。這四個(gè)信號(hào)分別為轉(zhuǎn)速n（rad/s）、電樞電流ia、勵(lì)磁電流if和電磁轉(zhuǎn)矩Te。表1 直流電機(jī)的m端口輸出信號(hào)SignalDefinitionUnits1Speed wmrad/s2Armature current iaA3Field current ifA4Electrical torque TeNm2）直流電源模塊（DC Voltage Source）直流電源模塊設(shè)置如下：Amplitude (V) 幅度，設(shè)定直流電源的電壓幅值，本例設(shè)置在仿真圖中已經(jīng)標(biāo)出；Measurements 測(cè)量選項(xiàng)，有None（無）和Voltage（電壓）兩個(gè)備選項(xiàng)。3）理想開關(guān)模塊（Ideal Switch）理想開關(guān)的參數(shù)設(shè)置如圖5所示，其中：nternal resistance Ron (ohms) 內(nèi)部導(dǎo)通電阻；Initial state (0 for open, 1for closed) 初始狀態(tài)，0表示端口，1表示接通；Snubber resistance Rs (ohms) 吸收電阻；Snubber capacitance Cs (F) 吸收電容；Show measurement port 測(cè)量端口顯示控制選項(xiàng)，選定后模塊會(huì)出現(xiàn)一個(gè)標(biāo)記為m的輸出端口，可以用來測(cè)量模塊的電壓電流等參數(shù)。圖5 理想開關(guān)模塊參數(shù)設(shè)置圖4）定時(shí)器模塊（Timer）定時(shí)器的參數(shù)設(shè)置如下所示：Time (s) 時(shí)間參數(shù)，表示隨后一項(xiàng)Amplitude（幅度）值改變的時(shí)刻，本例設(shè)置為：0 0.1；Amplitude 幅度，本例設(shè)置為：0 1。5）開關(guān)模塊（Switch）開關(guān)的參數(shù)設(shè)置如圖6所示，主標(biāo)簽（Main）中：Criteria for passing first input 輸入判定標(biāo)準(zhǔn)選項(xiàng)，有u2 = Threshold、u2 Threshold和us = 0三個(gè)選項(xiàng)，分別實(shí)現(xiàn)三種不同功能。Threshold 門限值，其數(shù)值為前一項(xiàng)輸入判據(jù)中的值。按照?qǐng)D6中的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，其含義是當(dāng)輸入u2大于門限值1000時(shí)輸出為1274.3，當(dāng)輸入u2小于或等于門限值1000時(shí)輸出為0。Enable zero crossing detection 使能過零檢測(cè)；Sample time 采樣時(shí)間，可以設(shè)定仿真模塊的采樣時(shí)間，-1表示繼承輸入的采樣時(shí)間，一般情況下使用默認(rèn)值無需改動(dòng)。數(shù)據(jù)類型標(biāo)簽（Signal data types）中可以設(shè)定輸入輸出數(shù)據(jù)的類型，在這里使用默認(rèn)值即可。圖6 開關(guān)模塊參數(shù)設(shè)置圖6）常數(shù)模塊常量（Constant）模塊參數(shù)設(shè)定相對(duì)簡(jiǎn)單，只要設(shè)定常量值即可。（3）仿真參數(shù)設(shè)置設(shè)定仿真時(shí)間為1s。（4）仿真仿真結(jié)果如圖7和8所示。圖7中給出了直流電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過程中的轉(zhuǎn)速、電樞電流、勵(lì)磁電流、電磁轉(zhuǎn)矩的變化。圖8給出了轉(zhuǎn)速對(duì)電樞電流的變化關(guān)系。從仿真結(jié)果的波形中容易看出啟動(dòng)電流沖擊很大，同時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩的沖擊也較大，轉(zhuǎn)速在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定。圖7 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)仿真結(jié)果圖8 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)轉(zhuǎn)速-電流仿真結(jié)果5.2 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)串電阻啟動(dòng)仿真直流電動(dòng)機(jī)在電樞回路串聯(lián)電阻啟動(dòng)是限制啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的有效方法之一。建立他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)串聯(lián)五級(jí)電阻啟動(dòng)的仿真模型，仿真分析其串聯(lián)電阻啟動(dòng)過程，獲得啟動(dòng)過程的電樞電流、轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩的變化曲線。（1）建立仿真模型他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)串聯(lián)啟動(dòng)電阻的仿真模型原理圖如圖9所示，和直流電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)仿真模型相比，主要增加了串啟動(dòng)電阻部分。該部分主要包括階躍信號(hào)模塊（Step）、斷路器模塊（Breaker）、阻抗分支模塊（RLC branch）。圖9 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)串五級(jí)啟動(dòng)電阻啟動(dòng)仿真模型（2）模塊參數(shù)設(shè)置Switch1、Switch2、Switch3、Switch4、Switch5的Threshold分別為524.7782、881.5672、1.1242e+003、1.2890e+003、1.4010e+003，Switch的Threshold為1.4771e+003。信號(hào)動(dòng)作時(shí)間分別為2.8s、4.8s、6.8s，五個(gè)串聯(lián)電阻分別為：RST1= 0.0358，RST2=0.0527，RST3=0.0775，RST4=0.1141，RST5=0.1