机电传动控制 第三周作业
课堂学习：他励直流电机机械特性，硬度的概念，关于正反转的固有机械特性。直流电机启动特性，启动电阻的影响，还有特性图的分析。直流电机调速特性及影响其变化的一些做法。直流电机启动特性，有关反馈制动和反接制动的分析。交流电机结构，旋转磁场变化，转速、频率分析。有关问题：启动特性的分析，串联电阻的作用方式不明白。
课外阅读：从特斯拉最初的交流电机，到多相系统，到工作出多个发明成功。他充满创造力，善于在细节中发现问题，又能忍受艰苦环境致力于研究。在电流之战中，特斯拉种种发明和自己独特的思路让自己主动，他的痴迷也获得了许多尊重。
仿真作业：
根据仿真要求，
Tm-Tl = J * der(n) * 6.28 / 60;
Tm= Kt * i;
u= i * (R+R1+R2+R3) + Ke * n;
R为电枢电阻，采用串三段电阻启动。R1、R2、R3
启动时转矩T1>Tl，且有切换时T2>Tl
计算：
根据切换处，切除第一级电阻前后转速不变
最开始，Ra1=Ra+R1+R2+R3
切除后 Ra2=Ra+R2+R3
切除第一级电阻前
Tm1-Tl=J(dn1/dt)(2PI/60)
Tm1=Kt*i1
u=Ke*n1+i1*(R+R1+R2+R3)
之后 Tm2=Kt*i2
u=Ke*n1+i2*(R+R2+R3)
而电枢电压u不变，R1、R2、R3待设计。
则根据以上等式可算出i1和i2的比值，根据设计各级切除电阻前后电流i1、i2不变。
根据各级所得数据，
I2/i1=(R+R1+R2+R3)/ (R+R2+R3)；
I2/i1=(R+R2+R3)/(R+R3)；
I2/i1=(R+R3)/R；
设i2/i1=a,则逐级代换 R+R1+R2+R3=R*a^3
又知初值，n=0，启动转矩T1,u= i * (R+R1+R2+R3) 即为额定电压240V，
则i=240/R*a^3 ，i为整个启动过程中的最大电流，i=16.2a，解出a=2.22,则各级电阻
R1=3.66 Ω；R2=1.64Ω；R3=0.74Ω
满足要求。且T1=(1.6~2)Tn,T2=(1.1~1.2)Tn
切断时间设定为T1=2.8s ，T2=4.8s， T3=6.8s
则编程如下：
model motor1 "An DC Motor Model"
type Voltage=Real(unit="V");
type Current=Real(unit="A");
type Resistance=Real(unit="Ohm");
type Speed=Real(unit="r/min");
type Torque=Real(unit="N.m");
type Inertia=Real(unit="kg.m^2");
Torque Tm"Torque of the Motor";
Speed n"Speed of the Motor";
Current i"Armature Current";
Voltage u"Voltage Source";
Resistance R_ad"External Resistance";
Resistance R1"Start-up Resistance";
Resistance R2"Start-up Resistance";
Resistance R3"Start-up Resistance";
parameter Real J = 1"Total Inertia";
parameter Real R = 0.6"Armature Resistance";
parameter Real Kt = 1.8"Torque Constant";
parameter Real Ke = 0.189"EMF Constant";
parameter Real Tl = 29.2"Load Torque";
parameter Real i1=48.6"Maximum Current";
parameter Real i2=17.8"Minimum Current";
equation
Tm-Tl = J * der(n) * 6.28 / 60;
Tm= Kt * i;
u= i * (R+R_ad+R1+R2+R3) + Ke * n;
if time <= 0.1 then
u = 0;
R_ad = 0;
else
u = 240;
R_ad = 0;
end if;
if time <= 2.8 then
R1=3.66;
else
R1=0;
end if;
if time <= 4.8 then
R2=1.64;
else
R2=0;
end if;
if time <= 6.8 then
R3=0.74;
else
R3=0;
end if;
end motor1;
经过设定，仿真启动特性如下：
结果稳定性如上。
