该项目利用MATLAB下Simulink环境中的SimPowersystem库,构建一个完整的三相交流电供电的直流电动机调速仿真平台。系统核心采用三相桥式全控整流电路,通过调节晶闸管的触发脉冲相位来实现对直流电机电枢电压的精确控制。控制系统采用经典的转速外环和电流内环双闭环PID控制架构,转速环负责维持给定转速的稳定性,而电流环则作为内环负责快速跟随转速环输出并起到电流限幅与加快启动过程的作用。
项目中包含平波电抗器Lp的建模,通过对电抗器参数的调节以抑制电流脉动,使电机在更平稳的状态下运行。仿真过程具体模拟了两个关键工况:第一是电机的空载启动过程,用于观察系统的启动时间、转速超调以及起动电流的限制情况;第二是在仿真运行到2.5秒时,给电机突加额定负载,以此测试系统的抗负载扰动能力及动态恢复特性。
通过调速理论对仿真得到的转速、电流和电压波形进行详细分析,阐明系统在启动阶段电流环的限流作用以及在稳态阶段转速环对偏差的消除作用,验证了双闭环系统在宽调速范围和高动态性能要求下的有效性。