异步电机仿真
基于MATLAB的异步电动机仿真
目录 1 引言1 2 异步电动机动态数学模型1 2.1异步电动机动态数学模型的性质1 2.2三相异步电动机的多变量非线性数学模型2 2.2.1电压方程2 2.2.2磁链方程3 2.2.3转矩方程6 2.2.4电力拖动系统运动方程7 2.2.5三相异步电机的数学模型7 3 坐标变化和变换矩阵8 3.1三相--两相变换（3/2变换）8 3.2三相异步电动机在两相坐标系上的数学模型10 3.2.1三相异步电动机在两相坐标系上的状态方程10 3.2.2两相静止坐标系中按定子磁链定向的状态方程11 4 软件介绍及模型实现11 4.1 Matlab/Simulink简介11 4.2模型实现12 4.2.1 Simulink模型设计12 4.2.2模型参数设置14 4.2.3仿真结果16 5 结论19 参考文献19
1 引言 1985年，由Depenbrock 教授提出的直接转距控制理论将运动控制的发展向前推进了一大步。接着1987年把它又推广到弱磁调速范围。不同于矢量控制技术，它无需将交流电动机与直流电动机作比较、等效和转化，不需要模仿直流电动机的控制，也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型[1]。它只是在定子坐标系下分析交流电机的数学模型，强调对电机的转距进行直接控制，省掉了矢量旋转变换等复杂的变换与计算。直接转距控制从一诞生，就以新颖的控制思想，简洁明了的系统结构，优良的静、动态性能受到人们的普遍关注。 系统建模与仿真一直是各领域研究、分析和设计各种复杂系统的有力工具。建模可以超越理想的去模拟复杂的现实物理系统；而仿真则可以对照比较各种控制策略和方案，优化并确定系统参数。长期以来，仿真领域的研究重点是放在仿真模型建立这一环节上，即在系统模型建立以后，设计一种算法，以使系统模型为计算机所接受，然后再将其编制成计算机程序，并在计算机上运行。显然，为达到理想的目的，在这一过程中编制与修改仿真程序十分耗费时间和精力，这也大大阻碍了仿真技术的发展和应用。近年来逐渐被大家认识的Matlab 语言则很好的解决了这个问题。 2 异步电动机动态数学模型 2.1异步电动机动态数学模型的性质 直流电动机的磁通由励磁绕组产生，可以在电枢合上电源以前建立起来而不参与系统的动态。 过程（弱磁调速时除外）。因此，它的动态数学模型只有一个输入变量——电枢电压和一个输入变量——转速，在控制对象中含有机电时间常数m T 和电枢回路电磁时间常数l T ，如果电力电子变换装置也计入控制对象，则还有滞后的时间常数s T 。在工程上能够允许的一些假定条件下，可以描述成单变量（单输入单输出）的三阶线性系统[2]，完全可以应用经典的线性控制理论和由它发展出来的工程设计方法进行分析与设计。 但是，同样的理论和方法用来分析与设计交流调速系统时，就不那么方便了，因为交流电机的数学模型和直流电机模型相比有着本质上的区别。 1）异步电机变压变频调速时需要进行电压（或电流）和频率的协调控制，有电压（电流）和频率两种独立的输入变量。在输出变量中，除转速外，磁通也得算一个独立的输出变量。因为电机只有一个三相输入电源，磁通的建立和转速的变化
实验三 三相异步电动机的星三角换接启动控制
实验三 三相异步电动机的星/三角换接启动控制 在三相异步电动机的星/三角换接启动控制实验区完成本实验 注意：（本实验只能在实验台上完成），由于电机正反转换接时，有可能因为电动机容量较大或操作不当等原因，使接触器主触头产生较为严重的起弧现象，如果电弧还未完全熄灭时，反转的接触器就闭合，则会造成电源相间短路。用PLC 来控制电机则可避免这一问题。 实验目的 1、 掌握电机星/三角换接启动主回路的接线。 2、 学会用可编程控制器实现电机星/三角换接降压启动过程的编程方法。 实验要求 合上启动按钮后，电机先作星形连接启动，经延时6秒后自动换接到三角形连接运转。 三相异步电动机星/三角换接启动控制的实验面板图：图6-3-1所示 上图下框中的SS 、ST 、FR 分别接主机的输入点I0.0、I0.1、I0.2；将KM1、KM2、KM3分别接主机的输出点Q0.1、Q0.2、Q0.3；COM 端与主机的1L 端相连；本实验区的+24V 端与主机的L+端相连。KM1、KM2、KM3的动作用发光二极管来模拟。 实验装置已将三个CJ0-10接触器的触点引出至面板上。学生可按图示的粗线，用专用实验连接导线连接。380V 电压已引至三相开关SQ 的U 、V 、W 端。A 、B 、C 、X 、Y 、Z 与三相异步电动机（400W ）的相应六个接线柱相连。将三相闸刀开关拨向“开”位置，三相380V 电即引至U / 、V / 、W / 三端。 三相异步电动机的星/三角换接启动控制面板
注意：接通电源之前，将三相异步电动机的星/三角换接启动实验模块的开关置于“关”位置（开关往下扳）。因为一旦接通三相电，只要开关置于“开”位置（开关往上扳），这一实验模块中的U、V、W端就已得电。所以，请在连好实验接线后，才将这一开关接通，请千万注意人身安全。 四、编制梯形图并写出程序 实验参考程序表6-3-1所示 五、动 作过程 分析 启 动：按 启动按 钮SS， I0.0的 动合触 点闭合，M10.0线圈得电，M10.0的动合触点闭合，Q0.1线圈得电，即接触器KM1的线圈得电，1秒后Q0.3线圈得电，即接触器KM3的线圈得电，电动机作星形连接启动；同时定时器线圈T37得电，当启动时间累计达6秒时，T37的动断触点断开，Q0.3失电，接触器KM3断电，触头释放，与此同时T37的动合触点闭合，T38得电，经0.5秒后，T38动合触点闭合，Q0.2线圈得电，电动机接成三角形，启动完毕。定时器T1的作用使KM3断开0.5秒后KM2才得电，避免电源短路。 停车：按停止按钮ST，I0.1的动断触点断开，M10.0、T37失电；M10.0、T37的动合触点断开，Q0.1、Q0.3失电。KM1、KM3断电，电动机作自由停车运行。 过载保护：当电动机过载时，I0.2的动断触点断开，Q0.1、Q0.3失电，电动机也停车。按一下按钮FR，可模拟过载，观察运行结果 六、实验设备 1、THSMS-A型、THSMS-B型实验装置一台 2、安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机一台 3、PC/PPI编程电缆一根 4、锁紧导线若干 七、预习要求 阅读实验指导书，复习教材中有关的内容。
异步电动机机械特性的MATLAB仿真
辽宁工业大学 实验室开放课题设计（论文） 题目：异步电动机机械特性的MATLAB仿真》 院（系）：电气工程学院 专业班级：自动化 131 学号： 0 ` 学生姓名：徐峰 指导教师：赵丽丽
起止时间：
摘要 异步电动机以其结构简单、运行可靠、效率较高、成本较低等特点，在日常生活中得到广泛的使用。目前，电动机控制系统在追求更高的控制精度的基础上变得越来越复杂，而仿真是对其进行研究的一个重要手段。MATLAB是一个高级的数学分析和运算软件，可用动作系统的建模和仿真。在分析三相异步电动机物理和数学模型的基础上，应用MATLAB软件简历了相对应的仿真模型；在加入相同的三相电压和转矩的条件下，使用实际电机参数，与MALAB给定的电机模型进行了对比仿真。 第一章对异步电机的实验要求做出了相关的描述，第二章对MATLAB仿真软件做了一定的介绍，第三章是对异步电动机的机械特性、启动、制动和正反转进行理论分析和仿真模拟以及仿真结果的分析。 经分析后，表明模型的搭建是合理的。因此，本设计将结合MATLAB的特点，对三相异步电机进行建模和仿真，并通过实际的电动机参数，对建立的模型进行了验证。 关键词：异步电机、数学模型、MATLAB仿真、三相异步电动机
目录 第1章实验任务及要求 (1) 第2章 MATLAB及SIMULINK的介绍 (2) MATLAB介绍 (2) S IMULINK模块的介绍 (3) 第3章仿真实验 (4) 三相异步电动机的机械特性 (4) 三相异步电动机起动的仿真 (6) 三相异步电动机制动仿真 (8) 三相异步电动机正反转仿真 (10) 第4章总结 (12) 参考文献 (13) 附录 (14)
三相异步电动机型号参数表
三相异步电动机型号参数表 Y2系列电动机是Y系列电机的更新换代产品，是一般用途的全封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。该产品应用于国民经济各个领域，如机床、水泵、风机、压缩机，也可适用于运输、搅拌、印刷、农机、食品等各类不含易燃、易爆或腐蚀性气体的场合。 Y2系列电机的安装尺寸和功率等级符合IEC标准，其外壳防护等级为IP54，冷却方法为IC41l，连续工作制（S1）。 采用F级绝缘，温升按B级考核(除315L2-2、4，355全部规格按F级考核外)，并要求考核负载噪声指标。 Y2系列电动机额定电压为380V，额定频率为50Hz。电动机运行地点的海拔不超过1000m；环境空气温度随季节变化，但不超过40℃；最低环境空气温度为-15℃；最湿月月平均最高相对湿度为90%；同时该月月平均最低温度不高于25℃。 Y2系列电动机有两种设计，一种是适用于一般机械配套和出口需要，在轻载时有较高效率，在实际运行中有较佳节能效果，且具有较高堵转转矩，此设计称为Y2-Y系列。中心高63～355mm，功率从0.12~315kW。电动机符合JB/T8680.1-1998 Y2系列(1P54)三相异步电动机（机座号63～355）技术条件。 型号含义：如Y2-200L1-2Y：“Y2”表示异步电动机第二次改型设计，“200”表示中心高，“L”表示机座长短号，“1”表示铁心长度序号，“2”表示极数，“Y”表示第一种设计。第2种设计是满载时有较高效率，更适用于长期运行和负载率较高的使用场合，如水泵、风机配套，此设计称为Y2-E系列，中心高80～280mm，功率从0.55～90kW。电动机符合 JB/T8680.2-1998 Y2系列(1P54)三相异步电动机（机座号80～280）技术条件。 型号含义：如Y2-200L2-6E：“Y2”表示异步电动机第二次改型设计，“200”表示中心高，“L”表示机座长短号，“2”表示铁心长度序号，“6”表示极数，“E”表示第二种设计。 Y2系列电动机机座外轮廓呈四方形兼圆形，散热片呈垂直，水平平行分布，全部采用铸铁结构。另外H63～112还兼有铝合金压铸结构。 本系列电动机采用浅端盖结构，增加了内部加强筋的数量和尺寸，全部采用铸铁结构，另外H63～112还兼有铝合金压铸结构。为方便用户使用和检修，H180及以上增设了不停机的注油装置。 接线盒防护等级为IP55。为了减轻电机重量，H63～280接线盒用铝合金压铸(也可用铸铁件)，H315～355使用铸铁件。且盒内设有专用的接地装置，H160及以上机座考虑有热保护装置的安装位置，电源进线孔采用双孔进线，并有两种密封结构：一种为加密封盖，另一种为锁紧密封。接线盒一般位于机座顶部，并可以四面出线，另外H80～355铸铁机座的接 1
三相异步电动机Matlab仿真
中国石油大学胜利学院综合课程设计总结报告 题目：三相异步电机直接启动特性实验模型 学生姓名：潘伟鹏 系别：机械与电气工程系 专业年级： 2012级电气工程专业专升本2班 指导教师：王铭
2013年 6 月 27日
一、设计任务与要求 普通异步电动机直接起动电流达到额定电流的6--7倍，起动转矩能达到额定转矩的1.25倍以上。过高的温度、过快的加热速度、过大的温度梯度和电磁力，产生了极大的破坏力，缩短了定子线圈和转子铜条的使用寿命。但在电网条件和工艺条件允许的情况下，异步电动机也可以直接启动。本次课程设计通过MATLAB软件建模模拟三相异步电动机直接启动时的各个元器件上的电量变化。 参考： 电力系统matlab仿真类书籍 电机类教材 二、方案设计与论证 三相异步电动机直接起动就是利用开关或接触器将电动机的定子绕组直接接到具有额定电压的电网上。 由《电机学》知三相异步电动机的电磁转矩M与直流电动机的电磁转矩有相似的表达形式。它们都与电机结构（表现为转矩常数）和每级下磁通有关，只不过在三相异步电动机中不再是通过电枢的全部电流，而是点数电流的有功分量。三相异步电机电磁转矩的表达式为： （1-1）式中——转矩常数 ——每级下磁通 ——转子功率因数 式(1-1)表明，转子通入电流后，与气隙磁场相互作用产生电磁力，因此，反映了电机中电流、磁场和作用力之间符合左手定则的物理关系，故称为机械特性的物理表达式。该表达式在分析电磁转矩与磁通、电流之间的关系时非常方便。 从三相异步电动机的转子等值电路可知， （1-2） （1-3）将式(1-2)、(1-3)代入(1-1)得：
三相异步电动机常用的Y-△降压启动
三相异步电动机常用的Y-△降压启动 摘要：本文分析了三相异步电动机的由来、启动进程与启动方式，并针对星-三角降压启动进行了探讨。 关键词：三相异步发动机降压启动 1 三相异步电动机的由来 三相异步电动机的旋转是由于其定子绕组中通入三相交流电后，在定子绕组周围产生一个旋转的磁场，当转子处于该旋转磁场中时，相当于导体在磁场中作切割磁力线运动，从而产生感应电流和感应电动势，促使转子不断地旋转运动。但是三相异步电动机的转子转速不会与旋转磁场同步，更不会超过旋转磁场的速度。因为三相异步电动机转子线圈中的感应电流是由于转子导体与磁场有相 对运动而产生的，如果三相异步电动机转子的转速与旋转磁场的转速大小相等，那么，磁场与转子之间就没有相对运动，导体不能切割磁力线，转子线圈中也就不会产生感应电流和感应电动势，三相异步电动机转子导体在磁场中也就不会受到电磁力的作用而使转 子转动——三相异步电动机因此而得名。 2 电动机的启动过程和启动方式 电动机的启起动过程是指电动机从接入电网开始到正常运转的 这一过程。三相异步电动机的启动方式有两种，即在额定电压下的全压（直接）启动和降低启动电压的减压启动。电动机的直接启动是一种简单、可靠、经济的启动方法，但由于直接启动电流可达电动机额定电流的4～7倍，过大的启动电流会造成电网电压显著下
降，直接影响在同一电网工作的其他电动机，甚至使它们停转或无法启动，故直接启动电动机的容量受到一定的限制。 对容量较大的电动机的启动，为了不造成电网电压的大幅度降落，从而导致电动机启动困难或不能启动，也不影响电网内其他用电设备的正常供电，在生产技术上，多采用降压启动措施。所谓降压启动是将电网电压适当降低后加到电动机定子绕组上进行启动，待电动机启动后，再将绕组电压恢复到额定值。 降压启动的目的是减小电动机启动电流，从而减小电网供电的负荷。但由于启动电流的减小，必然导致电动机启动转矩下降，因此凡采用降压启动措施的电动机，只适合空载或轻载启动。在实际生产中的电机，广泛采用的降压启动措施是星-三角降压启动。 3 星-三角降压启动 3.1 星-三角降压启动的理论依据星-三角降压启动一般用y-△符号表示，这种降压启动方式只适用于正常运行时定子绕组为三角形连接的三相异步电动机。在启动时，将绕组连接成星形，使每相绕组电压降至原电压的1/√3，启动结束后再将绕组切换成三角形连接，使三相绕组在额定电压下正常运行。这种启动方式的优点是启动设备成本较低，使用方法简便易操作，但启动转矩只有额定转矩的1/3，即启动较慢。 3.2 星-三角降压启动所用电气控制器材 y-△启动器，接触器（三个，km1，km2，km3，根据电机容量选择型号），控制按钮（sb 红绿黑三联按钮），热继电器(fr,根据电机大小选择其型号)，主电
三相异步电机的建模与仿真
电气与电子信息工程学院 《计算机仿真及应用B》题目 学号： 姓名: 班级: 任课老师:
三相异步电动机的建模与仿真 一．实验题目三相异步电动机的建模与仿真 二．实验原理 三相异步电动机也被称作感应电机，当其定子侧通入电流后，部分磁通将穿过短路环，并在短路环内产生感应电流。短路环内的电流阻碍磁通的变化，致使有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有相位差，从而形成旋转磁场。转子绕组因与磁场间存在着相对运动而产生感应电动势和感应电流，即旋转磁场与转子存在相对转速，并与磁场相互作用产生电磁转矩，使转子转起来，从而实现能量转换。 三相异步电动机具有结构简单，成本较低，制造，使用和维护方便,运行可靠以及质量 较小等优点，从而被广泛应用于家用电器，电动缝纫机，食品加工机以及各种电动工具，小型电机设备中，因此，研究三相异步电动机的建模与仿真。 三.实验步骤 1. 选择模块 首先建立一个新的simulink 模型窗口，然后根据系统的描述选择合适的模块添加至模型窗口中。建立模型所需模块如下： 1) 选择simPowerSystems 模块库的Machines 子模块库下的Asynchronous Machine SI Units 模块作为交流异步电机。 2) 选择simPowerSystems 模块库的Electrical Sources 子模块库下的Three-Phase Programmable Voltage Source 模块作为三相交流电源。 3) 选择simPowerSystems 模块库的Three-Phase Library 子模块库下的Three-Phase Series RLC Load 模块作为串联RLC 负载。 4) 选择simPowerSystems 模块库的Elements 子模块库下的Three-Phase Breaker 模块作为 三相断路器，Ground 模块作为接地。 5) 选择SimPowerSystems 模块库的Measurements 子模块库下的Voltage Measurement 模块 作为电压测量。 6) 选择Sources 模块库下的Constant 模块作为负载输入。 7) 选择Signals Rounting 模块库下的Bus Selector 模块作为直流电动机输出信号选择器。 8) 选择Sinks 模块库下的Scope 模块。 9) 选择SimPowerSystems 模块库的Measurements 子模块库下的Three-phase V-I Measurements 用于创建子系统。 2. 搭建模块将所需模块放置合适位置，再将模块从输入端至输出端进行相连，搭建完的串电阻起 动simulink 模型如图 1 所示
三相异步电动机星形接法(Y)和三角形接法(Δ)说课讲解
三相异步电动机星形接法(Y)和三角形接 法(Δ)
精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 三相异步电动机星形接法（Y ）和三角形接法（Δ） 3）每根绕组都有两个接头，一为首端，一为尾端。图 1中U 1、 V 1、 W 1是首端，而U 2、V 2、W 2是尾端。连接绕组时，首端尾端不能搞错，错了就不能保证相间的空间电角度为120&s30;，影响正常旋转磁场的形成，这是我们接线时必须十分注意的问题。 2．三相异步电机的出线盒里有那些标志？它们代表什么意义？ 答：电机走子绕组的引出线，都集中引到出线盒内，以便接线。所以出线盒也叫接线盒．接线盒内设有相互绝缘的接线柱，有的还设有接地螺钉。 （l ）绕组引出线标志 Y 系列电机第一相、第二相、第三相的首端分别为 U 1、 V 1、 W 1；尾端 分别为U 2、V 2、W 2。 JO 2老系列电机第一相、第二相、第三相的首端分别为D l 、D 2、D 3；尾端分 别为D 4、D 5、 D 6。 有些电机，绕组内部连接好了，只引出三根线，那它们的标志：在新系列电机为U 、V 、W ，在老系列电机为D 1、D 2、D 3。要是有第四根标志为N 的引出 线，这是星接绕组的中性点。 （2）接线螺技标志 与绕组的标志完全相同，其标志有的用标号垫，有的在绝缘底座上压出凸纹（3）接地螺钉的标志 3．三相异步电动机有那几种接线方法？在接线盒里是怎样连接的？ 答：三相异步电动机定于绕组通常采用两种接线方法，即星形接法（Y ）和三角形接法（Δ）。功率大的电机，在每相绕组里由两条或两条以上的支路并联。星形接法见图2，把三相统组的尾端连在一起，由三个首端去接电源。当然也可以把三个首端连在一起，由三个尾端去接电源。但是决不可在短接的星点上既有首端，又有尾端，否队便不能形成正常的旋转磁场．（参见问题1）在接线盒里（见图动）星点是用两个连接片连接的。
三相异步电动机的建模与仿真分解
运动控制论文 课题：异步电动机数学模型和电压空间矢量PWM控制技术研究 姓名：xxxxxxxxx 专业：电气工程及自动化 班级：电097 学号：0912002167 日期：2013年3月30日
摘要 由于直流调速的局限性和交流调速的优越性,以及计算机技术和电力电子器件的不断发展,交流异步电动机变频调速技术正在快速发展之中。目前广泛研究应用的交流异步电动机调速技术有恒压频比控制方式，矢量控制，直接转矩控制等。本论文中所讨论的异步电动机调速技术叫做空间矢量脉宽调制方法(SVPWM)。相对于直接转矩控制,它有可连续控制,调速范围宽等显著优点。 本文首先对交流异步电动机的数学模型的建立进行了详细的分析和阐述，通过对交流异步电动机的动态电磁关系的分析以及坐标变换原理概念的介绍，逐步引出了异步电动机的数学模型和在不同坐标系上的数学模型表达方程式，指出了异步电动机的模型特点是一多变量、强藕合的非线性系统。采用MATLAB /SIMULINK软件包,实现异步电动机动态数学模型的仿真。仿真研究显示,该方法简洁、方便、实时交互性强,能充分融合到其它控制系统中,并具有良好地扩展性。 其次阐述了异步电动机电压空间矢量PWM控制技术的原理和矢量变换方法实现的步骤，据交流电机坐标变换及矢量控制理论提出了异步电机在任意同步旋转坐标系下仿真结构图的建模设想,得出了一种按转子定向磁场下的动态结构图,利用该结构图可以方便的构成电机的仿真模型,进行仿真计算。然后运用MATLAB软件搭建模型进行仿真分析，结果表明电机有良好的稳、动态性能。 通过对仿真软件的应用也表明在进行复杂系统设计时运用仿真工具对设计进行仿真分析是行之有效的方法，可以提高系统设计效率，缩短系统设计时间，并能够较好的进行系统优化。经试验表明，空间电压矢量调制的方法正确可行， 可调高电压利用率和系统精度。 关键词：异步电动机；矢量控制；数学模型；仿真
三相异步电动机的参数测定
实验报告
图2-1 三相异步电动机参数测定接线图 （2）利用调压电源改变供给异步电动机的电源，异步电动机连接成Y 形，即将U 、V 、W （A 、B 、C ）各接A 、B 、C 三相宫电线，X 、Y 、Z 接在一起。 （3）当施加电压从零逐渐增加，达到某值时，电机开始启动，然后逐渐增加电压到额定电压。测量其空载转速，观察其方向，再降低电压，使电机停下来。 （4）将三相交流供电线任意两相交换，再逐渐增加电压，观察电动机的转向，理解电源相序变化对电机转向的影响。 2． 参数测定 测量定子绕组的冷态直流电组，用数字万用表测量三个定子绕组1r 值， 娶妻平均数，即得冷态电阻。至于异步电动机的参数12 12,,,,,m m x x x r r r ''，可用空载和短路实验来测定。下面主要作这两个实验。 (1). 空载实验 a.按照图3-1接线。电机绕组为Y 接（U N =220V ）。负载与电机脱开，即不加负载。 b.把交流调压器的电压调至最小位置，接通电源，逐渐升高电压，是电动机旋转，并注意电机的旋转方向。若电机的旋转方向不符合要求，则需改变任意两根输入线即可。 c.保持电机在额定电压下，空载运行数分钟，使电机的机械损耗达到稳
1 x由下列短路实验求得。励磁电阻： 2 3 Fe m P r I =，式中 Fe P为额定电压下的铁损耗，由图3-2确定。 图2-2 电机的铁损与机械损耗 即作出2 () P f U =曲线，在2H U时对应的,Fe mec mec P P P 。可取2 () P f U =的延长线与 纵轴的交点，线段OK的长度表示机械损耗 mec P。 由短路实验计算出短路参数： 短路阻抗K k k U Z I =；短路电阻： 2 3 k k k P R I =；短路电抗：22 k k k X Z R =-，式中 ,, k k k U I P分别是短路相电压、短路相电流、三相短路功率之和。 转子绕组的折合值为 21 k r R R '=-，定、转子漏电抗为 12 1 2k x x X ' =≈最后画出完整的三相异步电动机等效电路图，并填入相关参数。
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;
电机星三角接法(三相异步电动机星形接法(Y)和三角形接法(Δ))
三相异步电动机的接法与星三角起动 目前电动机的接法有两种（参考电机铭牌）： 一：额定电压380V/220V，接法为星/三角。这表明电机每相绕组的额定电压为220V，如果电源线电压为220V，定子绕组则应接成三角形，如果电源电压为380V，则应接成星形。切不可误将星形接成三角形，将烧毁电机。 二：额定电压为380V，接法为三角形，这表明定子每相绕组的额定电压是380V，适用于电源线电压为380V的场合。 如果电机额定电压为220V（日本工业电压为220V，电机额定电压为220V，民用照明为110V），电机原接法为三角形，可改成星形接法接到380V电压上。如电机已经是星形接法，则不能再接到380V电源上。 再说星—三角降压起动： 目前，我国三相异步电动机功率在3KW以下的一般用星型接法，4KW 及以上时，均采用三角形接法，以利广泛采用星—三角降压起动。
星型起动的目的是降低电机的起动电流，减少对电网的冲击。星型起动时，加在定子每相绕组上的电压为电源电压的根3分之一倍（220V），待电动机转速接近额定转速时，转为三角形运转。 由计算得知，定子绕组接成星形起动时，由电源供给的起动电流仅为接成三角形时的三分之一，星形接法时的起动转矩也减小为三角形接法时的三分之一。 星三角降压起动设备简单，成本较低，但起动转矩较小，所以只适用于空载或轻载起动的电动机。 三相异步电动机分星形链接和角形链接两种。 星形连接：把电机三相线圈的3个末端连接在一起作为公共端，由3个首端引出3条火线的连接方式。（如A相线圈用A X表示，B相线圈用B Y表示，C相线圈用C Z表示,那就是X和Y和Z连一起，引出A、B、C三根线） 三角形连接：把电机三相线圈的每一相的绕组的始端依次相接的连接方式。（如A相线圈用A X表示，B相线圈用B Y表示，C相线圈用C Z表示,那就是X和B相连，Y 和C相连，Z和A相连，引出的三根线为B X、C Y、A Z） 电机的三相绕组完全是引到端盖上连接的，端盖内有六个头，下面的三个头连在一起，上面三个头分别引出三根线的是星形连接；把上下两个头垂直连接，分别引出三根线的是三角形连接。 无论哪一种接法，线电压，线电流都是相同的，所以有功功率都是P=1.732UI COSΦ
三相异步电动机型号说明
三相异步电动机型号字母表示的含义 J——异步电动机； O——封闭； L——铝线缠组； W——户外； Z——冶金起重； Q——高起动转轮； D——多速； B——防爆； R一绕线式； S——双鼠笼； K一—高速； H——高转差率。 电磁滑差调速电机型号字母表示的含义 YCT系列电磁调调速三相异步电动机是一种交流恒转矩无级调速电动机。其调速特点是调速范围大、无失控区、起动力矩大、可以强励起动，频繁起动时，对电网无冲击。适用于纺织、化工、治金、建材、食品、矿山等部门，如，可用于油漆流水线、装配流水线的的传输带、注塑料机、印刷机、印染机、空调设备、输送设备等。 型号含意 YD系列变极多速三相异步电动机是一般用途的全封闭自扇冷式鼠笼型节能电动机，是Y系列（IP44）三相异步电动机的主要派生系列之一 型号说明
产品型号由产品代号、规格代号、特殊环境代号和补充代号等四个部分组成。它们 的排列顺序为：产品代号—规格代号—特殊环境代号—补充代号。 一、产品代号：由电机类型代号、电机特点代号、设计序号和励磁方式代号等四个 小节顺序组成。 1，类型代号是表征电机的各种类型而采用的汉语拼音字母。 比如：异步电动机Y 同步电动机T 同步发电机TF 直流电动机Z 直流发电机ZF 2，特点代号是表征电机的性能、结构或用途，也采用汉语拼音字母表示 比如：隔爆型用B表示YB轴流通风机上用YT 电磁制动式YEJ变频调速式YVP 变极多速式YD 起重机用YZD等 3.设计序号是指电机产品设计的顺序，用阿拉伯数字表示。对于第一次设计的产品不标注设计序号， 对系列产品所派生的产品按设计的顺序标注。比如：Y2 YB2 4励磁方式代号分别用字母表示，S表示三次谐波，J表示晶闸管，X表示相复励磁 二．规格代号主要用中心高、机座长度、铁心长度、极数来表示。 1，中心高指由电机轴心到机座底角面的高度；根据中心高的不同可以将电机分为大型、中型、小型和微型四种，其中中心高 H在45mm~71mm的属于微型电动机； H在80mm~315mm的属于小型电动机； H在355mm~630mm的属于中型电动机； H在630mm以上属于大型电动机。 2. 机座长度用国际通用字母表示：S——短机座 M——中机座 L——长机座 3，铁心长度用阿拉伯数字1、2、3、4、、、由长至短分别表示 4，极数分2极、4极、6极、8极等。 三，特殊环境代号有如下规定： 特殊环境 代号 “高”原用 G 船（“海”）用 H
三相异步电动机结构详细图解
三相异步电动机结构详细图解 图1封闭式三相异步电动机的结构 1—端盖2—轴承3—机座4—定子绕组5—转子 6—轴承7—端盖8—风扇9—风罩10—接线盒 异步电动机的结构也可分为定子.转子两大部分。定子就是电机中固定不动的部分，转子是电机的旋转部分。由于异步电动机的定子产生励磁旋转磁场，同时从电源吸收电能，并产生且通过旋转磁场把电能转换成转子上的机械能，所以与直流电机不同，交流电机定子是电枢。另外，定.转子之间还必须有一定间隙(称为空气隙)，以保证转子的自由转动。异步电动机的空气隙较其他类型的电动机气隙要小，一般为～2mm。 三相异步电动机外形有开启式.防护式.封闭式等多种
形式，以适应不同的工作需要。在某些特殊场合，还有特殊的外形防护型式，如防爆式.潜水泵式等。不管外形如何电动机结构 基本上是相同的。现以封闭式电动机为例介绍三相异步电动机的结构。如图1所示是一台封闭式三相异步电动机解体后的零部件图。 1.定子部分 定子部分由机座.定子铁心.定子绕组及端盖.轴承等部件组成。 (1)机座。机座用来支承定子铁心和固定端盖。中.小型电动机机座一般用铸铁浇成，大型电动机多采用钢板焊接而成。 (2)定子铁心。定子铁心是电动机磁路的一部分。为了减小涡流和磁滞损耗，通常用厚的硅钢片叠压成圆筒，硅钢片表面的氧化层(大型电动机要求涂绝缘漆)作为片间绝缘，在铁心的内圆上均匀分布有与轴平行的槽，用以嵌放定子绕组。 (a)直条形式(b)斜条形式
图2 笼型异步电动机的转子绕组形式 (3)定子绕组。定子绕组是电动机的电路部分，也是最重要的部分，一般是由绝缘铜(或铝)导线绕制的绕组联接而成。它的作用就是利用通入的三相交流电产生旋转磁场。通常，绕组是用高强度绝缘漆包线绕制成各种型式的绕组，按一定的排列方式嵌入定子槽内。槽口用槽楔(一般为竹制)塞紧。槽内绕组匝间.绕组与铁心之间都要有良好的绝缘。如果是双层绕组(就是一个槽内分上下两层嵌放两条绕组边)，还要加放层间绝缘。 (4)轴承。轴承是电动机定.转子衔接的部位，轴承有滚动轴承和滑动轴承两类，滚动轴承又有滚珠轴承(也称为球轴承)，目前多数电动机都采用滚动轴承。这种轴承的外部有贮存润滑油的油箱，轴承上还装有油环，轴转动时带动油环转动，把油箱中的润滑油带到轴与轴承的接触面上。为使润滑油能分布在整个接触面上，轴承上紧贴轴的一面一般开有油槽。 2.转子部分 转子是电动机中的旋转部分，如图中的部件5。一般由
三相异步电动机变频调速系统设计及仿真
天津职业技术师范大学 课程设计说明书题目：三相异步电动机变频调速系统设计及仿真 指导老师： 班级：机检1112班 组员
天津工程师范学院 课程设计任务书 机械工程学院机检1112 班学生 课程设计课题： 三相异步电动机变频调速系统设计及仿真 一、课程设计工作日自 2015 年 1 月 12 日至 2015 年 1 月 23 日 二、同组学生： 三、课程设计任务要求（包括课题来源、类型、目的和意义、基本要求、完成时 间、主要参考资料等）： 1、目的和意义 交流调速是一门重要的专业必修课，它具有很强的实践性。为了加深对所学课程（模拟电子技术、数字电子技术、电机与拖动、电力电子变流技术等）的理解以及灵活应用所学知识去解决实际问题，培养学生设计实际系统的能力，特开设为期一周的课程设计。 2、具体内容 写出设计说明书，内容包括： （1）各主要环节的工作原理； （2）整个系统的工作原理（包括启动、制动以及逻辑切换过程）； （3）调节器参数的计算过程。 2．画出一张详细的电气原理图； 3．采用Matlab中的Simulink软件对整个调速系统进行仿真研究，对计算得到的调节 器参数进行校正，验证设计结果的正确性。将Simulink仿真模型，以及启动过程中的电流、转速波形图附在设计说明书中。 4、考核方式 1．周五采用口试方式进行考核（以小组为单位），成绩按百分制评定。其中小组分数占60%，个人成绩占40%（包括口试情况和上交材料内容）； 2．每天上午8:30--11:30在综合楼226房间答疑。 五、参考文献 1、陈伯时．电力拖动自动控制系统----运动控制系统（第3版）．机械工业出版社，2003 指导教师签字：教研室主任签字：
(完整版)三相异步电动机的型号及选用
三相异步电动机的型号及选用 三相异步电动机的分类 三相异步电动一般为系列产品，其系列、品种、规格繁多，因而分类也较繁多。 1、按电动机尺寸大小分类 大型电动机：定子铁心外径D＞1000mm或机座中心高H＞630mm。 中型电动机：D=500~1000mm或H=355~630mm。 大型电动机：D=120~500mm或H=80~315mm。 2、按电动机外壳防护结构分类 3、按电动机冷方式分类 电动机按冷却方式可分为自冷式、自扇冷式、他扇冷式等。可参见国家标准GB/T1993-93《旋转电机冷却方式》。 4、按电动机的安装形式分类 IMB3：卧式，机座带底脚，端盖上无凸缘。 IMB5：卧式，机座不带底脚，端盖上有凸缘。 IMB35：卧式，机座带底脚，端盖上有凸缘。 5、按电动机运行工作制分类 S1；连续工作制 S2：短时工作制 S3~S8：周期性工作制 6、按转子结构形式分类 三相笼型异步电动机 三相绕线型异步电动机 三相异步电动机的型号及选用
我国电机产品型号的编制方法是按国家标准GB4831-84《电机产品型号编制方法》实施的，即有汉语拼音字母及国际通用符号和阿拉伯数字组成，按下列顺序排列。 1 产品（类型）代号 CHANPINGUI 异步电动机同步电动机同步发电机直流电动机直流发电机汽轮发电机水轮发电机测功机潜水电泵纺织用电机交流换向器电动机 产品代号 Y T TF Z ZF QF SF C Q F H 2 特殊环境代号 使用场合热带用湿热带用干燥带用高原用船用户外用化工防腐用 汉语拼音字母 T TH TA G H W F 产品规格代号：L－－－－-长机座；M－－－－-中机座；S－－－－-短机座。 下面为两个产品举例： （1）三相异步电动机 Y2－－-132M－－-4 规格代号，中心高132mm，M中机座，4极 产品代号，异步电动机，第二次改型设计 （2）户外防腐型三相异步电动机 Y－－-100L2－－-4－－-WF1 特殊环境代号，W户外用，F化工防腐用，1中等防腐 规格代号，中心高100，长机座第二铁心长度，4极 产品代号，异步电动机 3 常用三相异步电动机产品型号、结构特点及应用场合 序号名称型号机座号与功率范围结构特点应用场合 新老 1 小型三相异步电动机（封闭式） Y2 (IP55) Y(IP44) JO2 JO H80~355
三相异步电动机的三角形连接与星形连接
1. 三相异步电动机启动按铭牌标示接法为△形或Y形时，均为全压启动，若铭 牌标示接法为△形而采用Y形接法启动，则为降压启动，启动电流为原接法时的1/3；若铭牌标示接法为Y形而采用△形接法时，则不适合负载三相380V 电压，只适合负载三相220V电压运行。 在额定电压380v运行的三相异步电动机，三角形接法和星形接法的转速可视为一样，功率相差很大，例如三角接法为10kw电动机，在星形下运行，其功率只有三角的1/3左右. 但是，在380*1.73=660v电压下运行功率相等。 2. 正常运行时，有些三相异步电动机的定子绕组可以接成星形，也可以接成三角形。试问在什么情况下采用三角形或星形连接方法？采用这两种接法时，电动机的额定值有无改变？ 一般三相异步电动机的每个绕组可以做成两种额定电压:220V和380V. 一般小型三相异步电动机的每个绕组是220V的,接成星形运行于380V, 接成三角形运行于220V. 而一般中型三相异步电动机的每个绕组是380V的, 接成三角形运行于380V, 接成星形运行于660V. 一般三相鼠笼式异步电动机的启动电流是额定值的3-5倍. 往往采用星形/三角形变换方式启动380V的中型三相鼠笼式异步电动机, 以减小电动机启动电流: 1. 启动时接成星形(降压启动), 电机启动功率变小, 减小电动机启动电流. 2. 运行时接成三角形, 达到满功率运行目的. 这对中型三相鼠笼式异步电动机的应用是很有作用的.
如果电机启动时, 既要电机启动电流小, 又要电机启动功率或启动转矩不变, 那就必须改用绕线转子等型式三相异步电动机了 注解：鼠笼式三相异步电动机： 鼠笼式三相异步电动机Y－△降压手动控制电路原理图 凡正常运行时定子绕组接成三角形的是三相鼠笼式异步电动机，在启动时临时成星形，待电动机启动后接近额定转速时，在将定子绕组通过Y－△降压启动装置接换成三角形运行，这种启动方法叫Y－△降压启动。属于电动机降压启动的一种方式，由于启动时定子绕组的电压只有原运行电压的，启动力矩较小只有原力矩的，所以这种启动电路适用于轻载或空载启动的电动机。 线路分析如下： 1、合上空气开关QF接通三相电源， 2、按下启动按钮SB2，首先交流接触器KM3线圈通电吸合，KM3的三对主触头将定子绕组尾端联在一起。KM3的辅助常开触点接通使交流接触器KM1线圈通电吸合，KM1三对主常触头闭合接通电动机定子三相绕组的首端，，电动机在Y接下低压启动。
三相异步电动机调速系统仿真
实验报告 课程名称：数字调速 实验项目：三相异步电机恒压频比调速系统仿真专业班级：自动化1303班 姓名：任永健学号：130302307 实验室号：实验组号： 实验时间：批阅时间： 指导教师：成绩：
沈阳工业大学实验报告 （适用计算机程序设计类） 专业班级：自动化1303班学号：130302307 姓名：任永健 实验名称：三相异步电机恒压频比调速系统仿真 1.实验目的： 熟悉SIMULINK环境。 建立三相异步电机恒压频比调速系统模型并仿真分析。 2.实验内容： 设计并在simulinnk下搭建三相异步电机恒压频比环调速系统 3. 实验方案（程序设计说明） 异步电机的调速有多种方法，转速开环恒压频比控制是交流电动机变频调速最基本的一种控制转速方式，在一般的变频调速装置里面都嵌入有这项功能，工作方式为恒压频比的调速方式能满足大多数场合交流电动机调速控制的要求，使用起来也相对方便，是通用变频器的基本模式。但在低压时候需要一定的补偿电压，采用恒压频比控制，在基频以下的调速过程中的转差率会保持不变，电动机的所以会机械特性会相对较硬，电动机有较好的调速性能。 正选脉冲宽度调制三相逆变电路，是一种以三角波做载波的应用冲量等效原理而获得理想交流电源的电路装置，在调制比与载波比一定的条件下，通过调节外加直流电源的大小就可以获得在额定频率下产生额定电压的正选电压波，通过调节正弦波的频率就可以得到理想的电压频率波，而且调节输入正弦波的频率能得到线性的输出电压幅值。MATLAB在电气领域中的运用随处可见，在这里可以运用MATLAB里的Simulink仿真出具体的模型，通过示波器来观察具体的波形，从而进行进一步的分析。 4. 实验原理（系统的实现方案分析） 首先采用三相双极性SPWM逆变电路产生三相交流电源，全控型器件可以选用IGBT，这样通过调节外加直流电源的大小便可获的理想的输出交流电压源幅值，然后通过改变给定的频率信号来改变异步电机的转速，基本模型如下图所示
三相异步电动机的工作特性和参数测定
第8章三相异步电动机的工作特性和参数测定 原理简述 一、基本方程式和等效电路 异步电机定子绕组所产生的旋转磁场，以转差速度切割转子导体，在转子导体中感应电势，产生电流，转子导体中的电流与定子旋转磁场相互作用而产生电磁转矩，使转子旋转。当转子的 转速与定子旋转磁场的转速相等时，定、转子之间没有相对切割，转子中就没有电流，也就不能产生转矩。因此转子的转速一定要异于磁场的转速，故称异步电机。由于异步而产生的转 矩称为异步转矩。当时，为电动机运行；时为发电机运行；当即转子逆着磁场方向旋转时，它是制动运行。异步电机绝大多数都是作为电动机运行。其转矩和转速（转差率）曲线，如图8-1所示。 由《电机学》中可知，将转子边的量经过频率折算和绕组折算，可得到异步电机的基本方程式为： 式中转差率是异步电机的重要运行参数，为折算到定子一边的转子参数，也就是从定子上测得转子方面的数值。
由方程式可以画出相应的等效电路，如图8-2所示。 当异步电动机空载时，，。附加电阻。图8-2中转子回路相当 开路；当异步电动机堵转时，，，附加电阻，图8-2转子回路相当短路，这就和变压器完全相同。因此异步电机也可以通过空载实验和堵转（短路）实验来求出异步电机的等效电路中的各参数。 二、空载实验 由空载实验可以求得励磁参数，以及铁耗和机械损耗。实验是在转子轴上 不带任何机械负载，转速，电源频率的情况下进行的。用调压器改变试验电压 大小，使定子端电压从逐步下降到左右，每次记录电动机的端电压、 空载电流和空载功率，即可得到异步电动机的空载特性，如图8-3所示。 图 8-3 空载特性图 8-4 铁耗和机械耗分离 空载时，电动机的输入功率全部消耗在定子铜耗、铁耗和转子的机械损耗上。所以从空载功 率中减去定子铜耗，即得铁耗和机械耗之和，即 式中为定子绕组每相电阻值，可直接用双臂电桥测得。 机械损耗仅与转速有关而与端电压无关，因此在转速变化不大时，可以认为是常数。