MATLAB仿真：直流调速系统与晶闸管控制原理

本文档主要探讨了直流电机调速的MATLAB仿真，重点集中在相控整流器-电动机系统上。直流电机调速的方法有三种，其中调节电枢电压调速因其性能优越，常被选为主要调速手段。在系统构成上，它包括控制部分（如晶闸管触发电路）、可调直流电源（相控整流器）和直流电动机。通过改变晶闸管触发脉冲的相位，控制电压Uc来调整整流器的输出直流电压Ud，进而实现电机的速度控制。 相控整流器的数学模型是非线性的，理想情况下，Ud和Uc之间存在线性关系，但实际操作中需考虑非线性因素和放大系数Ks。Ks的计算可以根据控制电压和整流电压的范围进行估算，比如若控制电压Uc范围是0-10V，整流电压Ud是0-300V，那么Ks约为30。然而，晶闸管触发脉冲导致的滞后效应使整流器表现为一个滞后环节，滞后时间与触发角度有关，通常通过一阶惯性环节进行近似，时间常数为Ts，增益即放大系数Ks。 在MATLAB仿真中，作者利用SIMULINK构建了系统的传递函数模型，通过将晶闸管触发电路、相控整流器和其他模块的模型连接起来，形成动态结构图进行仿真。这个过程涉及到对非线性环节的处理和线性化，以便于在仿真中进行精确的控制和分析。 本文档深入浅出地介绍了直流电机调速系统在MATLAB中的建模和仿真方法，强调了相控整流器的工作原理及其在系统中的关键作用，这对于理解和掌握直流电机的调速技术以及利用MATLAB进行实际应用具有重要意义。