浅析Simplorer的永磁直流电机控制（上）

1 概述

Ansys Simplorer是直观易用、多物理域、多层次的系统仿真软件，能够帮助工程师实现复杂的高精度快速设计、仿真分析与优化设计，包括：电机、电磁、电源和其它机电一体化系统。Simplorer提供集成化的设计环境，满足客户对复杂系统，如：机电部件、电力电子线路、系统级机电控制等，进行高精度建模和仿真分析，并考虑部件和系统的相互影响的需求。强大的虚拟仿真技术，可帮助用户深入研究产品设计的每个方面，是开发复杂的电力推动系统、电机及驱动系统、以及新能源系统理想的设计工具，能在快速实现高精度设计的同时，降低设计成本。

本文将构建一个简单的AC/DC 二极管整流器，为直流永磁电机供电，同时还将构建一个完整的控制方案，用于在启动和突然负载变化的情况下驱动电机，对永磁直流电机进行控制。

通过本文的学习，读者将了解到以下内容：

(1)如何创建和使用数据集来指定组件属性；

(2)如何在没有物理线连接的情况下连接组件；

(3)如何在组件之间传递信息；

(4)如何使用不同的块体来创建复杂的控制结构；

(5)如何在同一图中绘制不同的数据(信号)。

2 实现方法

首先插入一个Simplorer的设计。启动 Electronics Desktop，将项目另存为 WS_2_1.aedt，使用图标插入Simplorer设计，将设计重命名为DC_Motor_Control，使用图标再次保存项目。

项目另存为 WS_2_1.aedt

设计重命名为DC_Motor_Control

接着插入元件──电压源。

在组件库窗口中Simplorer Elements>>Basic Elements>>Circuit>>Sources，选择E:Voltage Source，将其拖放到Schematic中三次，双击电压源 Voltage Source E1, 选择Time Controlled>>Sine 使其成为正弦波，勾选Spice兼容，选择RMS Value 值为 120Vac 频率选择 60Hz, 按OK确认，对E2和E3重复该过程，分别添加相位120度和240度。

Voltage Source

设置为Sine

添加120度位

接着插入元件──二极管。

在组件库窗口中Simplorer Elements>>Basic Elements>>Circuit>>Semiconductor system Level，选择二极管，将其拖放到原理图中七次，按Esc键退出插入模式并使用快捷键 Ctrl+D 来适应所有。

插入二极管

接着插入元件──电容器

在组件库窗口中Simplorer Elements>>Basic Elements>> Circuit>>Passive Elements，选择电容器，将其拖放到原理图中，按Esc键退出插入模式，双击电容器，将值更改为1mF，在可见性下的输出/显示选项卡中选择电容值。

Passive Elements

插入电容器

电容值更改为1mF

在可见性下的输出/显示选项卡中选择电容值

接着插入元件──直流电机

选择Simplorer Elements>>Basic Elements>>Circuit>>Electrical Machines>>DC Machine，选择DCMP，将其拖放到示意图中，按Esc 退出插入模式。使用3次快捷键 Ctrl+R 将 DCMP 组件逆时针旋转270度，双击DCMP并设置RA=1.2ohm，LA = 9.5mH，KE=0.544Wb，J=0.004kgm2，如下图所示。

插入直流电机DCMP

DCMP参数设置