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??????本文目录如下：??????
目录
??1 概述
??2 运行结果
??3 参考文献
??4 Matlab代码实现
??1 概述
永磁直流电机参数的影响,计算永磁直流电机的启动，并展示电机参数对电机的电机-机械瞬态过程的影响。解释了永磁直流电机的工作原理以及如何对其进行建模。瞬态过程被计算并绘制出来。还探讨了电枢电阻、电枢电感、电枢惯性、磁通和供电电压对瞬态过程的影响。
描述
本文用于计算永磁直流电机的启动特性，并允许展示电机参数对电机的电机-机械瞬态过程的影响。
介绍
永磁直流电机或PMDC电机 | 工作原理和结构
在直流电机中，一个电枢在磁场内旋转。直流电机的基本工作原理是基于这样一个事实：每当一个载流导体被放置在磁场内时，该导体将会受到机械力的作用。
图1. 永磁直流电机结构
所有类型的直流电机都只是按照这个原理工作。因此，对于构建直流电机，建立磁场是至关重要的。磁场显然是通过磁铁建立的。磁铁可以是任何类型，即可以是电磁铁，也可以是永磁铁。当永磁铁用于在直流电机中创建磁场时，电机被称为永磁直流电机或PMDC电机。这些类型的电机在结构上非常简单。这些电机通常用作车辆的起动电机、雨刷器、洗衣机、加热器和空调器中的风扇、升降窗户，还广泛用于玩具中。
当电动机和电动机驱动器的旋转速度发生变化时，所发生的过程被称为电机-机械瞬态过程。
一般来说，直流电机的瞬态过程可以用电枢绕组和励磁绕组的微分方程组来描述，辅以电磁力矩方程（力矩平衡方程或电枢运动方程）。
永磁直流电机的动态模型
数学模型
在发展数学模型时的目标是将施加在电枢上的电压与电机的旋转速度联系起来。通过考虑系统的电气和机械特性，可以建立两个平衡方程。
电气特性
直流电机的等效电路如图2所示。它可以由一个跨越电枢线圈的电压源()来表示。电枢线圈的电气等效可以用串联电感()和串联电阻()描述，串联电感()与电压源相对立的感应电压(e)。感应电压是由电气线圈通过永磁铁的固定磁通线产生的。这个电压通常被称为反电动势（电动势）。
图2. 永磁直流电机的电气表示
??2 运行结果
figure;
hold on
yyaxis left
plot(T, W(:,1))
plot(T, W(:,2))
xlabel('t, s') % name horizontal axis (x)
ylabel('n, rpm; domega/dt, 1/s^2') % name left vertical axis (y)
yyaxis right
ylim([-50,200])
plot(T, W(:,3))
xlabel('t, s') % name horizontal axis (x)
ylabel('Armature current, A') % name right vertical axis (y)
hold off
grid on
title('Transient plots') % add plot name
legend('rotational speed n(t)','speed derivative domega/dt', 'armature current i(t)') % add legend
figure
plot(T,W(:,3))
grid on % enable grid
title('Armature current') % add plot name
legend('armature current i(t)') % add legend
xlabel('t, s') % name horizontal axis (x)
ylabel('Armature current, A') % name vertical axis (y)
figure
plot(T,W(:,1))
grid on % enable grid
title('Rotational speed') % add plot name
legend('rotational speed n(t)') % add legend
xlabel('t, s') % name horizontal axis (x)
ylabel('Rotational speed, rpm') % name vertical axis (y)
Mem = W(:,3)*cF;
figure
plot(T, Mem)
grid on % enable grid
title('Electromagnetic torque') % add plot name
legend('torque, Mem(t)') % add legend
xlabel('t, s') % name horizontal axis (x)
ylabel('Torque, N*m') % name vertical axis (y)
for k = 1:length(Rvar)
Ra = Rvar(k);
tspan = [0 0.15];
w0 = [0 0 0];
[T, W] = ode45(@(t,w)difsys(t, w, Ra, La, J, Mc, U, cF),tspan,w0);
W(:,1) = 30/pi*W(:,1);
Mem = W(:,3)*cF;
hold on;
subplot(2,1,1);
plot(T,W(:,1)); title('Influence of the armature resistance on the transient process');
xlabel('t, s'); ylabel('Rotational speed, rpm'); grid on;
hold on;
subplot(2,1,2);
plot(T,W(:,3)); xlabel('t, s'); ylabel('Armature current, A'); grid on;
end
hold off;
subplot(2,1,1); title(legend(num2str(Rvar'),'Location', 'southeast'),'Ra, Ohm');
subplot(2,1,2); title(legend(num2str(Rvar'),'Location', 'northeast'),'Ra, Ohm');
for k = 1:length(Lvar)
La = Lvar(k);
tspan = [0 0.15];
w0 = [0 0 0];
[T, W] = ode45(@(t,w)difsys(t, w, Ra, La, J, Mc, U, cF),tspan,w0);
W(:,1)=30/pi*W(:,1);
Mem=W(:,3)*cF;
hold on;
subplot(2,1,1);
plot(T,W(:,1));
title('Influence of the armature inductance on the transient process');
xlabel('t, s');
ylabel('Rotational speed, rpm');
grid on;
hold on;
subplot(2,1,2);
plot(T,W(:,3));xlabel('t, s'); ylabel('Armature current, A'); grid on;
end
hold off;
subplot(2,1,1); title(legend(num2str(Lvar'),'Location', 'southeast'),'La, H');
subplot(2,1,2); title(legend(num2str(Lvar'),'Location', 'northeast'),'La, H');
subplot(2,1,1);
plot(T,W(:,1));title('Influence of the excitation flux on the transient process');
xlabel('t, s'); ylabel('Rotational speed, rpm'); grid on;
hold on;
subplot(2,1,2);
plot(T,W(:,3));xlabel('t, s'); ylabel('Armature current, A'); grid on;
end
hold off;
subplot(2,1,1); title(legend(num2str(cFvar'),'Location', 'southeast'), 'cФ');
subplot(2,1,2); title(legend(num2str(cFvar'),'Location', 'northeast'), 'cФ');
for k = 1:length(Uvar)
U = Uvar(k);
tspan = [0 0.15];
w0 = [0 0 0];
[T, W] = ode45(@(t,w)difsys(t, w, Ra, La, J, Mc, U, cF),tspan,w0);
W(:,1)=30/pi*W(:,1);
Mem=W(:,3)*cF;
hold on;
subplot(2,1,1);
plot(T,W(:,1));title('Influence of the supply voltage on the transient process');
xlabel('t, s'); ylabel('Rotational speed, rpm'); grid on;
hold on;
subplot(2,1,2);
plot(T,W(:,3));xlabel('t, s'); ylabel('Armature current, A'); grid on;
end
hold off;
subplot(2,1,1); title(legend(num2str(Uvar'),'Location', 'southeast'), 'U, V');
subplot(2,1,2); title(legend(num2str(Uvar'),'Location', 'northeast'), 'U, V');
??3 参考文献
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1.Prof. Dr. ?smail H. ALTA?, Dynamic Model of a Permanent Magnet DC Motor, Projects for Students, Karadeniz Technical University, Faculty of Engineering, Electrical and Electronics Engineering .
2.Manish Mor, Keval Chandarana, Shree Gohil, Sagar Paneliya “Evaluation of the Transient Response of a DC motor International Journal of Advance Engineering and Research” Development (IJAERD), Volume 4, Issue 5, May 2017, e-ISSN: 2348 - 4470, print-ISSN: 2348-6406
3.Saad, Muhammad, Transient Response of a Separately Excited DC Motor Under No-Load Condition (April 29, 2016). Available at SSRN: