基于MATLAB／Simulink的三相直流電機動態仿真

張小石，郝秀平，廖 輝，魏松波

（中北大學 機電工程學院，山西 太原 030051）

0 引言

隨著科技的發展，電動機在國民經濟的各個領域中發揮著不可替代的作用。直流電機與交流電機相比，省去了交變整流的裝置，節省了成本。為了便于車載、機載等移動使用，儲能裝置提供的電能大多為直流，可見，直流電機還是有很大的應用前景。

1 三相直流電機的工作原理

直流電機主要由電動機、電子開關、位置傳感器組成，其工作原理框圖如圖1 所示。

圖1 直流電動機工作原理框圖

從圖1 可見，所謂直流電機就是為電機提供電能的電流為直流，使用的電機本身還是一個三相電機。首先由直流電源供電；其次由PWM調制器產生PWM波通過驅動電路來控制逆變器的6個三極管導通，進而控制三相電動機的運轉；最后通過反饋元件來控制逆變器，電機中定子會產生一個旋轉的磁場，來驅動轉子轉動，進而帶動負載運行。

2 在MATLAB／Simulink中的建模

Simulink是MATLAB中的一個功能模塊，能夠實現在集成模塊中嵌套數學函數編程，且具有強大的電力電子和電機仿真建模能力。

Simulink中建立的電機模型見圖2 ，該模型由直流電源DC模塊、逆變器Universal Bridge模塊、調制器PWM Generator模塊、三相電機模塊以及測量模塊組成。

圖2 Simulink中的電機模型

3 模塊中相關參數的設定

調制器PWM Generator模塊的主要功能是產生PWM波，其具體參數設置如圖3 所示。

逆變器Universal Bridge模塊的主要功能是通過調制器PWM Generator產生的PWM波驅動逆變器的三臂橋來驅動三相直流電機，其具體參數設置如圖4 所示。……