2周《机电传动控制》学习笔记

一、阅读电机发展简史

①电机发展简史资料中，一开始便提及了“法拉第发现了载流导体在磁场中的受力情况”。这是一个很经典的故事，我在高中学法拉第电磁感应定律时就听说过。但我有一点疑问，法拉第在做实验的时候就有了电吗？电不是在发电机发明后才有的吗？于是我查阅了相关资料，简单的讲，法拉第当时做实验是用的伏打电池。

1799年，意大利科学家伏特以含食盐水的湿抹布，夹在银和锌的圆形板中间，堆积成圆柱状，制造出世界上最早的电池－伏特电池。伏打电池被发明后就成为了欧洲各所大学里常见的研究器材。

从能量的角度来看，在法拉第之前，是将化学能转化为电能，即电池；而法拉第之后的时代是机械能与电磁能之间的转化，正是这一转化使得电机迅速蓬勃的发展。

    ②为什么交流电频率是50Hz或60Hz而不是更高或更低呢？查阅资料后发现：

50赫的两极发电机的同步转速是3000转/分，而如果频率上升一倍达到100赫，那么同步转速将会是6000转/分。如此高的速度将会给发电机的制造带来很多问题，特别是转子表面的线速度太高，必将大大限制容量的增加。另外，从使用角度看，频率过高，使得电抗增加，电磁损耗大，加剧了无功的数量。譬如以三相电机为例，其电流大大下降，输出功率及转矩也大大下降，实在没有益处。另外，如果采用较低的频率譬如30赫，变压效率低，那么将不利于交流电的变压和传输。 

 

二、阅读《系统动力学：机电系统的建模与仿真》第二章

阅读后我发现主要内容就是将一些典型的子系统和元件串联形成通口和键，两系统接合处的势变量和流变量被迫相等，且它们的乘积便是功率，当然这个乘积要注意单位的转换，这样才能保证结果正确。

 

三、仿真

本次仿真在老师给的模型的基础上将电枢绕组的电感考虑进去，电感L=1，电动机的电压方程变为u=E+IR+L*di/dt,编程如下

 

由于电枢绕组电感的作用，在通电的一瞬间，电流不能瞬时增加而为0 ，此时反电动势E（转速n=0，En）和驱动转矩Tm(i=0，Tmi)均为0，启动电压几乎全部加载在电感的反电动势上。

从图像中我们可以看出驱动转矩Tm和电流i的趋势近乎一样，先是短时间升到一个较高的值再缓慢下降，符合事实。在t=10s的时候查看得Tm=2.1Tl=2，这时角加速度趋于0，转速n趋于平缓，在图像上n最终趋于定值，这一点上也符合的很好。

另外从中可以大致看出在n增加至固定值的整个时间段内，时间常数大概为2s左右，但我目前还无法证实这个想法。