图6-6 电枢回路串电阻三级起动控制子模块原理图
图6-7 他励直流电动机电枢回路串电阻三级起动仿真模型
仿真结果如图6-8所示：
图6-8 他励直流电动机电枢回路串电阻三级起动仿真结果
结果分析：由于直接启动电枢电流较大，对电机冲击大，因此采用电枢回路串电阻启动来限制启动电流。由仿真结果可见，电枢回路串入电阻后启动电流相对于直接
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启动有明显下降，转速平稳上升到1300r/min，但是启动时电磁转矩却下降，不利于带大负载起动。
6.3 直流电动机制动仿真
在电力拖动机组中，无论是点击停转，还是由高速进入低速运行，都需要对电动机进行制动，即强行减速。制动的物理本质就是在电机转轴上施加一个与旋转方向相反的力矩。这个力矩若以机械方式产生，如摩擦片、制动闸等、则称之为机械制动，并有能耗制动、反接制动、回馈制动三种形式。
6.3.1 直流电动机能耗制动仿真
实现直流电动机的能耗制动方法是励磁电流不变，而电枢两端断电的同时串入电阻与电枢形成闭合回路，此时电动机由于机械惯性继续保持原旋转方向，电枢感应电动势保持原方向，电动机处于发电状态，电枢感应电流所产生的电磁转矩与电枢旋转方向相反，为制动转矩，从而达到制动目的。因此根据能耗制动原理，建立能耗制动仿真模型时，要求电动机运行在稳定工作状态，并记录电动机各工作参数。
实例：电动机串三级电阻起动稳态后，在2S时刻使系统转入能耗制动停车，要求起动电流为1.6IN，此时电枢回路应串入的附加制动电阻RC=1.1?。建立他励直流电动机能耗制动仿真模型，观察整个制动过程，示波器显示电枢反电动势、电枢电流、转速、电磁转矩的变化曲线。
建模：启动过程由子模块控制，设置为分级起动，在两秒时刻Ideal Switch1断开以切除电源，同时Ideal Switch闭合来串入电阻以进入能耗制动状态。
仿真模型如图6-9及图6-10所示所示：
图6-9 直流电机能耗制动仿真模型
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图6-10 能耗制动仿真模型控制子模块原理图
仿真结果如图6-11所示：
图6-11 直流电机能耗制动仿真结果
结果分析：通过串入电阻将电机剩余的机械能转化为电能消耗在串入的电阻上，该过程大约持续了两秒(2S-4S),转速由1200r/min降低为零，能耗制动结束。
6.3.2 直流电动机反接制动仿真
实现直流电动机的电枢电源电压反接制动方法是励磁电流不变，反接电枢两端电源电压的同时串入电阻与电枢形成闭合回路。与能耗制动相比，反接制动产生的制动转矩大，适用于快速停车或快速反转的场合。因此，制动是为了停车，需在电动机转速下降为零时，将电源切断，否则电动机有可能反转。
实例：电动机串三极电阻起动稳态后，在2S时刻使系统转入电枢电源电压反接制动停车，要求起始制动电流为1.5IN，此时电枢回路应串入的附加制动电阻
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RC=2.4?。建立他励直流电动机电枢电源电压反接制动仿真模型，观察整个反接制动过程，要求仿真电动机在0-2S起动和额定运行，5S时刻反接制动，示波器显示电枢反电动势、电枢电流、转速、电磁转矩的变化曲线。
建模：此模型与电机分级起动仿真类似，电机分级起动后由三个断路器控制接入电枢电流方向，待电机转速降为零时通过逻辑判断由Stop Simulation模块停止仿真。
仿真模型如图6-12所示：
图6-12 直流电机反接制动仿真模型
仿真结果如图6-13所示：
图6-13 直流电机反接制动仿真结果
结果分析：由仿真结果可见，电源反接后转速迅速下降，由1300r/min降为0，此方式的优点是制动时间短，约为0.5S；缺点是在制动结束时必须及时切除电源，否则电机将反转。
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