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《机电传动控制》学习笔记02 胡恒谦 机卓1301 一、关于电机发展史 电机的发展史大致可以分为三个时期:直流电机的产生和形成时期;交流电机的产生和形成时期;电机理论、设计和制造工艺逐步达到完善化的时期。 关于直流电机,电枢绕组的发展也是一个比较有意思的过程。早期直流电机电枢多采用螺线管式线圈,输出功率小,电压波形不好,电机效率也较低。后来出现了各种各样的盘形电枢。
![]() ![]() ![]() 图1 胡里奇直流发电机的盘形电枢 图2 西门子-哈尔斯克公司盘形电枢 图3 费兰蒂盘形电枢
1866年,W.西门予(W.Siemens)发明梭形(H形)电枢(图4)。 1867年,西门子一哈尔斯克公司即制成带梭形电枢的直流发电机(图5)。
![]() ![]() 图4 梭形(H形)电枢 图5采用H形电枢的西门子-哈尔斯克直流发电机
环形电枢最早是由巴辛诺特-格拉姆在l860年提出的(图6),由于环形绕组为分布绕组,电压脉动较小,换热和散热情况也较好,所以梭形电枢不久就被淘汰。
![]() ![]() 图6 巴辛诺特-格拉姆环形电阻 图7 置于电枢槽中的环形电阻
1873年 ,海夫纳-阿尔泰涅克发明乐鼓形电枢绕组,提高了电枢导线的利用率。 1880年爱迪生提出采用叠片铁心,以减少铁心损耗、降低电枢绕组的温升。鼓形电枢绕组和开槽、叠片贴心的结构一直沿用至今。
![]() ![]() 图8 环形绕组示意图 图9 鼓形绕组示意图
二、基于功率交换的机电系统物理建模思想与方法 将两个子系统或元件进行物理连接后,双方的变量同时受两个子系统的约束,并且他们的值相等。而该变量不少情况下是功率变量,所以当两个多通口互连后功率互换就一直存在,通口的功率可以表示成势变量和流变量的乘积。
三、仿真作业 1. 练习“基本方程”一节中的例程(该处选择二阶机械系统的动态响应) 源程序: model SecondOrderSystem type Angle=Real(unit="rad"); type AngularVelocity=Real(unit="rad/s"); type Inertia=Real(unit="kg.m2"); type Stiffness=Real(unit="N.m/rad"); type Damping=Real(unit="N.m.s/rad"); parameter Inertia J1=0.1; parameter Inertia J2=1.0; parameter Stiffness k1=20; parameter Stiffness k2=5; parameter Damping d1=0.2; parameter Damping d2=1.0; Angle phi1; Angle phi2; AngularVelocity omega1; AngularVelocity omega2 ; initial equation phi1 = 0; phi2 = 1; omega1 = 0; omega2 = 0; equation omega1 = der(phi1); J1*der(omega1) = k1*(phi2-phi1)+d1*der(phi2-phi1); omega2 = der(phi2); J2*der(omega2) = k1*(phi1-phi2)+d1*der(phi1-phi2)-k2*phi2-d2*der(phi2); end SecondOrderSystem;
图像如下:
修改J1、J2、k1、k2的值: model SecondOrderSystem_2 extends SecondOrderSystem(J1=0.01,J2=10,k1=50,k2=2); end SecondOrderSystem_2; 得到的图像如下图:
2. 简单电机模型 源代码: model motor1 Real Tm; Real Tl; Real n; Real i; Real u; parameter Real J = 0.01; parameter Real R = 0.1; parameter Real Kt = 1.1; parameter Real Ke = 0.9; equation if time |
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