基于MATLAB的异步电动机仿真

课程报告

COURSE REPORT

课程名称:——

课程号:——

授课教师:——

学号：——

姓名：西木小卒

所属：上大桂树林

基于MATLAB的异步电动机仿真

1.电机仿真模型

一台三相六机鼠笼式异步电动机，定子绕组为Y型连接，额定电压为U N=380V，额定转速n N=975r/min，电源频率f1=50Hz，定子电阻R1=2.08Ω，定子漏电抗X1=3.12Ω，转子电阻折合值R2、=1.53Ω，转子漏电抗折合值X2、=4.25Ω。

要求：绘制以上参数电动机的固有机械特性曲线、定子串电阻人为特性曲线、电子串电抗人为特性曲线、转子串电阻人为特性曲线、降电压人为特性曲线；给出仿真源代码。

2. 仿真代码实现

clc

clear

m1=3;%%电机相数

U1=220;%%额定定子相电压

n1=[-1000,1000];%%两个相的同步转速,+为规定正相，-为反相

p=3;%%电机极对数

f1=50;%%输入电流频率

r1=2.08;%%定子侧电阻

r2=1.53;%%转子侧电阻折合值

w1=2*pi*f1/p;%%电机同步角速度

x1=3.12;%%定子侧电抗

x2=4.25;%%转子侧折合电抗

s=-1:0.001:1;%%设定转差率，是画图的关键自变量

ns=[-1,1];%用来标定转矩的方向，规定ns=1为正，-1为反

%%绘制定子串电阻前的固有机械特性曲线

figure(1);

for i=1:length(n1);

n=n1(i)*(1-s);%%计算转速

T=ns(i)*(m1*p*U1^2*r2)./s./(w1.*((r1+r2./s).^2+(x1+x2)^2));%%计算转矩

plot(T,n,'--');

if i==1

text(max(T),800,strcat('r1=',num2str(r1),'\Omega'),'FontSize',9,'Color','black');

%%曲线标注位置设置，每条曲线的标注横轴上对齐其Tm以便于区分，纵坐标无严格限制

end

hold on;

end

xlabel('电磁转矩{\itT}/(N\cdotm)');

ylabel('转速{\itn}/(r/min)');

title('定子串电阻的机械特性曲线')

grid on;

hold on;

%%绘制定子串电阻人为机械特性曲线

r1p=r1;

str_y=800;

for i=1:length(n1);%%绘制正反相序的波形图，

n=n1(i).*(1-s);

for coef=1:3%%三条人为曲线

r1p=r1p+1;%%串电阻的步进值

T1=ns(i)*(m1*p*U1^2*r2)./s./(w1.*((r1p+r2./s).^2+(x1+x2)^2));

plot(T1,n,'k-');

hold on;

if i==1

str=strcat('r1=',num2str(int16(r1p)),'\Omega');

str_y=str_y-150;

text(max(T1),str_y,strcat('r1=',num2str(r1p),'\Omega'),'FontSize',9,'Color','black'); end

end

end

%%绘制降电压前的固有机械特性曲线

figure(2);

for i=1:length(n1);

n=n1(i)*(1-s);

T=ns(i)*(m1*p*U1^2*r2)./s./(w1.*((r1+r2./s).^2+(x1+x2)^2));

plot(T,n,'--');

if i==1

text(max(T),800,strcat('U1=',num2str(int16(U1)),'V'),'FontSize',9,'Color','black'); end

hold on;

end

xlabel('电磁转矩{\itT}/(N\cdotm)');

ylabel('转速{\itn}/(r/min)');

title('降低定子电压的机械特性曲线')

grid on;

hold on;

%%绘制降电压人为机械特性曲线

str_y=800;

for i=1:length(n1);

n=n1(i).*(1-s);

forcoef=0.75:-0.25:0.25;

U1p=U1*coef;

T1=ns(i)*(m1*p*U1p^2*r2)./s./(w1.*((r1+r2./s).^2+(x1+x2)^2));

plot(T1,n,'k-');

if i==1

str=strcat('U1=',num2str(int16(U1p)),'V');

str_y=str_y-150;

text(max(T1),str_y,str,'FontSize',9,'Color','black');

end

hold on;

end

end

%%绘制定子串电抗前的固有机械特性曲线

figure(3);

for i=1:length(n1);

n=n1(i)*(1-s);

T=ns(i)*(m1*p*U1^2*r2)./s./(w1.*((r1+r2./s).^2+(x1+x2)^2));

plot(T,n,'--');

if i==1

text(max(T),800,strcat('x1=',num2str(x1),'\Omega'),'FontSize',9,'Color','black'); end

hold on;

end

xlabel('电磁转矩{\itT}/(N\cdotm)');

ylabel('转速{\itn}/(r/min)');

title('定子串电抗的机械特性曲线')

grid on;

hold on;

%%绘制定子串电抗的人为机械特性曲线

x1p=x1;

str_y=800;

for i=1:length(n1);

n=n1(i).*(1-s);

forcoef=1:3

x1p=x1p+1.0;

T1=ns(i)*(m1*p*U1^2*r2)./s./(w1.*((r1+r2./s).^2+(x1p+x2)^2)); plot(T1,n,'k-');

if i==1

str=strcat('x1=',num2str(x1p),'\Omega');

str_y=str_y-150;

text(max(T1),str_y,strcat('x1=',num2str(x1p),'\Omega'),'FontSize',9,'Color','black'); end

hold on;

end

end

%%绘制转子串电阻前的固有机械特性曲线

figure(4);

for i=1:length(n1);

n=n1(i)*(1-s);

T=ns(i)*(m1*p*U1^2*r2)./s./(w1.*((r1+r2./s).^2+(x1+x2)^2));

plot(T,n,'--');

if i==1

text(max(T),800,strcat('r2=',num2str(r2),'\Omega'),'FontSize',9,'Color','black'); end

hold on;

end

xlabel('电磁转矩{\itT}/(N\cdotm)');

ylabel('转速{\itn}/(r/min)');

title('转子串电阻的机械特性曲线')

grid on;

hold on;

%%绘制转子串电阻的人为机械特性曲线

r2p=r2;

str_y=800;

for i=1:length(n1);

n=n1(i).*(1-s);

forcoef=1:3

r2p=r2p+0.75;

T1=ns(i)*(m1*p*U1^2*r2p)./s./(w1.*((r1+r2p./s).^2+(x1+x2)^2));

plot(T1,n,'k-');

if i==1

str=strcat('r2=',num2str(r2p),'\Omega');

str_y=str_y-150;

text(max(T),str_y,str,'FontSize',9,'Color','black');

end

hold on;

end

end

3.仿真波形