三相异步电动机建模 控制仿真
三相异步电机在SIMULINK下的建模与仿真
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甘
肃
科
技
第 26 卷
T e、 TL 分别为电磁转矩和负载转矩; P 为微分算子 ; J 为转动惯量 ; np 为极对数。从上述方程中可以得出 同步旋转坐标系下的数学模型与直流电机的数学模 型是一致的 , 也就是说 , 若以定子电流为输入量 , 按 同步旋转坐标系建立三相异步电机的数学模型可以 等效于直流电机的数学模 型。同时使转子磁链 r 仅由定子电流励磁分量 ism 产生 , 实现了定子电流两 个分量的解耦。充分体现了在同步旋转坐标系下建 立三相异步电机模型的优势。
1
2 三相笼式异步电机模型的坐标变换
由三相静止坐标系变换到 M - T 坐标系要先将 三相静止电压先变换到两相静止电压再将其变换到 M - T 坐标系下 , 其中三相静止变换到两相静止坐 N2 标系的变换系数为 = N3 Ud Uq Um Ut 2 3 1 0 1 2 3 2 2 , 电压变换矩阵如下 : 3 1 2 UA UB UC ( 9) ( 8)
图 2 中增益 A 为 A =
2 m
L Rr L
2 r
2 m
, 增益 B 为 B = R s +
如图 4 所示: 其中转速 n 与转子角速度 换关系为 n /
1
1
之间的变
= 60 /2∀ 。
L Rr M UL INK 仿真模型 2 。根据上述公式可以得到 S I Lr
图 4 电机仿真结构
将上述模型封装后就可得到三相异步电机的仿 真模型 , 至此三相异步电机的仿真模型已完成。从
参考文献 : [ 1] [ 2] [ 3] [ 4] 薛定宇 . 基于 M ATLAB /SI M UL INK 的系 统仿真 技术与 应用 [M ] . 北京 : 清华大学出版社 , 2001. 闫哲 . 基于 MAT LAB 的异步电机在不同坐标 系下的仿 真分析 [ J]. 哈尔滨理工大学学报 . 2001, 5( 3) : 33 35. 洪乃刚 . 电力电子 和电力拖动控制系统 的 M ATLA B 仿 真 [M ] . 北京 : 机械工业出版社 , 2006. 魏伟 . 基于 SI M UL INK 异步 电机矢 量控制 仿真 实验研 究 [ J]. 实验技术与管理 . 2009, 1( 26): 73 77.
三相异步电机矢量控制matlab仿真
目录1 设计任务及要求 (3)2 异步电动机数学模型基本原理 (3)2.1异步电机的三相动态数学模型 (3)2.2异步电机的坐标变换 (8)2.2.1三相-两相变换 (8)2.2.2静止两相-旋转正交变换 (9)3 异步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统 (10)3.1 按转子磁链定向矢量控制的基本思想 (10)3.2 以ω-is-ψr 为状态变量的状态方程 (10)3.2.1 dq坐标系中的状态方程 (10)3.2.2 αβ坐标系中的状态方程 (12)3.3 以w-is-Φr为状态变量的αβ坐标系上的异步电动机动态结构图 (13)3.4 转速闭环后的矢量控制原理框图 (14)3.5 转速闭环后的矢量控制系统结构图 (15)4 异步电动机矢量控制系统仿真 (16)4.1 仿真模型的参数计算 (16)4.2 矢量控制系统的仿真模型 (17)4.3仿真结果分析 (20)4.3.1 mt坐标系中的电流曲线 (20)5. 总结与体会 (22)参考文献 (22)1 设计任务及要求仿真电动机参数：R s=1.85Ω，R r=2.658Ω，L s=0.2941H，L r=0.2898H，L m=0.2838H，J=0.1284Nm·s2，n p=2，U N=380V，f N=50Hz。
采用二相旋转坐标系（d-q）下异步电机数学模型，利用MATLAB/SIMULINK完成异步电机的矢量控制系统仿真实验。
2 异步电动机数学模型基本原理交流电动机是个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。
在研究异步电动机数学模型的多变量非线性数学模型时，作如下假设：（1）忽略空间谐波，设三相绕组对称，在空间中互差120电角度，产生的磁动势沿气隙周围按正弦规律分布；（2）忽略磁路饱和，认为各绕组的自感和互感都是恒定的；（3）忽略铁心饱和；（4）不考虑频率变化和温度变化对绕组电阻的影响。
2.1异步电机的三相动态数学模型电动机绕组就等效成图2-1所示的三相异步电动机的物理模型。
三相异步电动机proteus仿真
三相异步电动机proteus仿真
（实用版）
目录
1.三相异步电动机的基本概念和结构
2.Proteus 仿真软件的介绍和应用
3.三相异步电动机在 Proteus 中的仿真步骤
4.仿真结果的分析和应用
正文
三相异步电动机是一种常见的电动机类型，其结构主要包括定子部分和转子部分。
定子部分由机座、定子铁心和定子绕组组成，转子部分则由转子铁芯和转子绕组构成。
三相异步电动机的工作原理是利用定子绕组中的交流电流产生旋转磁场，这个磁场会作用于转子铁芯上，使得转子铁芯产生转矩，从而驱动电动机的转子旋转。
Proteus 仿真软件是一款专门用于电子电路仿真的软件，它可以模拟各种电子电路的工作过程，并提供各种分析工具，帮助用户进行电路设计和优化。
在 Proteus 中进行三相异步电动机的仿真，首先需要创建一个三相异步电动机的模型，这个模型可以包括定子绕组、转子绕组、定子铁心、转子铁芯等部分。
然后，用户可以设置电动机的参数，例如电压、频率、电流等，并设置仿真时间。
在仿真过程中，Proteus 软件可以提供实时的波形图和数据分析，帮助用户了解电动机的工作状态和性能。
例如，用户可以通过波形图查看电动机的电压、电流、功率等参数的变化情况，并通过数据分析工具进行进一步的分析和优化。
仿真结果可以帮助用户验证电动机的设计和优化方案，并预测其在实际工作中的表现。
例如，用户可以通过仿真结果分析电动机的起动性能、负载能力、效率等指标，并根据分析结果进行进一步的设计和优化。
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三相异步电机maxwell仿真实例
一、概述三相异步电机是工业上常见的一种电动机类型，它具有结构简单、可靠性高、维护成本低等优点，在各种领域得到了广泛的应用。
对三相异步电机进行仿真分析可以帮助工程师更好地理解其工作原理和性能特点，从而为电机的设计和优化提供重要参考。
本文将以maxwell 软件为工具，以一个实例来介绍如何进行三相异步电机的仿真分析。
二、仿真模型建立1、确定仿真目标为了准确地分析三相异步电机的性能，我们需要建立一个包含电机本体、叶片、绕组等关键部件的仿真模型，通过对电机内部电磁场的分布、电磁感应等进行仿真分析，最终得到电机的转矩特性曲线、功率因数等关键性能参数。
2、建立电机几何模型在maxwell软件中，我们可以利用建模工具来绘制三相异步电机的几何结构，包括电机的定子、转子、绕组等关键部件。
在建立几何模型时，需要考虑电机的实际结构和尺寸参数，以确保仿真结果的准确性和可靠性。
3、设置电磁材料属性较为准确的电磁仿真分析需要考虑电机内部的导体、磁性材料等特性，因此在建立模型时，需要设置相应的材料属性，包括导体的电导率、磁性材料的饱和磁导率等参数。
maxwell软件提供了丰富的电磁材料库，用户可以根据实际情况选择合适的材料进行设置。
三、仿真分析1、电机的空载特性分析通过maxwell软件进行仿真分析，可以得到三相异步电机在空载情况下的电磁场分布、磁通线密度等关键参数。
通过对电机空载时的电磁特性进行分析，可以了解电机内部的磁场分布规律，对电机的设计和改进提供重要参考。
2、电机的负载特性分析对于三相异步电机而言，其负载特性是评价其性能的重要指标之一。
通过maxwell软件进行仿真分析，可以得到电机在不同负载下的转矩-转速特性曲线，从而了解电机的负载特性，并对电机的应用场景和工作性能进行评估。
3、电机的启动特性分析三相异步电机的启动特性对其在实际工程应用中具有至关重要的意义。
基于maxwell软件进行仿真分析，可以得到电机在启动过程中的电磁特性分析结果，从而了解电机的启动工况下的电流、转矩等重要参数，为电机的启动控制和优化提供重要依据。
三相异步电动机在MATLAB下的建模与仿真
10.3969/j.issn.1000-0755.2014.10.002三相异步电动机在MATLAB下的建模与仿真何凯荣军吴管何飞谢涛（湖南理工学院信息与通信工程学院，湖南岳阳 414006）摘要：介绍了三相异步电动机的工作原理，重点研究了其在MA TLAB/Simulink中的建模思路，最后给出了仿真结果并对仿真结果进行了分析，为其在今后的实际应用打下了坚实的基础。
Modeling and Simulation of Three-phase Asynchronous Motor Based on MA TLABHe Kai Rong Jun Wu Guan He Fei Xie Tao(Department of Information and Communication Engineering,Hunan Institute of Science and Technology. Yueyang, Hunan)Abstract: This paper introduces the working principle of three-phase asynchronous motor, and mainly studies the modeling ideas in the MA TLAB/Simulink. Finally, the paper gives out the simulation results of three-phase asynchronous motor and analyzes the simulation results, so that laying a solid foundation for its practical application in the future.Key words: asynchronous motor; load operation; mechanical property; modeling0 引言异步电机相对于直流电机具有维护简单、体积小和重量轻等优点，广泛应用于工农业生产和生活中。
三相交流异步电动机动态模型仿真
课程名称：电力传动与控制学院：电控学院专业：导航、制导与控制姓名： ___________ 马牛涛学号：2015132040指导教师：___________ 王庵___完成时间：2016718摘要交流异步电动机是一个高阶非线性、强耦合的多变量系统，如果忽略其非线性、多变量、强耦合的条件，近似求出线性单变量动态结构，然后采用直流调速系统的分析及设计方法得到的控制系统动态性能往往不高。
要设计具有优良动态性能的异步电动机调速系统，必须要了解异步电动机动态数学模型。
为了使分析简化，常采用坐标变换的方法加以改造。
本文在此基础上利用仿真软件MATLAB/SIMULINK建立一个通用的仿真模型。
目录1引言............................................................................................................................................................................. 4. 2三相异步电动机动态数学模型............................................................................................................................ 4.2.1异步电动机动态数学模型 ....................................................................................................................... 6.2・2坐标变换 .................................................................................................................................................. 8.2.3三相■静止两相变换（3s/2s变换） (9)24静止两相■旋转正交变换（2s/2r变换）.......................................................................................... 1 02.5静止两相坐标下的动态数学模型 (12)2.6旋转正交坐标下的动态数学模型........................................................................................................ 1.3 3三相异步电动机仿真模型建立 (14)4仿真分析 (18)4.1电动机空载启动和空载运行有尖特性曲线 ...................................................................................... 1 84.2电动机带负载起动运行有尖特性曲线................................................................................................ 1 9 5结语. (19)稳态数学模型的异步电动机调速系统虽然能够在一定范围内实现平滑调速，然而，对于高动态性能的对象，稳态数学模型就不满足要求了，因此对于的异步电动机的动态数学模型的设计就很有必要，但是由于异步电动机的非线性，强耦合以及多变量性，必须设计一套高动态调速系统，为了使分析简化，采用坐标变换的方法设计出简化动态数学模型，并用MATLA 进行仿真实现。
电机实验仿真
实验十、三相异步电动机仿真实验一、实验目的及要求本实验给出了三相笼型异步电动机的仿真实验示例，要求根据该范例设计三相绕线型异步电动机的仿真实验电路，并进行相关实验项目的测试。
二、实验设备MATLAB/Simulink仿真软件三、实验内容及操作步骤1.SIMULINK仿真模型建立（1）打开MATLAB软件，在软件的左上角找到Simulink模块单击打开。
（2）点击左上角new model，或从左上角File-New-Model中建立一个Simulink仿真文件，新建立的仿真文件名字默认为untitled。
（3）在Simulink模块里寻找需要模块的方法有2种，以单相电压源（AC Voltage Source）模块为例，可在左边libraries-SimpowerSystems-Electrical Sources中找，或在Enter search term里进行搜索，在搜索区输入AC Voltage Source模块拖入Simulink 仿真文件，或右击AC Voltage Source模块Add to untitled。
在已经知道所要使用的模块时，使用直接搜索的方法更为快捷方便。
（4）连接各个模块，建立仿真模型。
2.三相笼型异步电动机直接起动实验（1）建立仿真电路及模块参数设置根据Simulink仿真模型建立过程建立仿真模型。
鼠标双击各模块可以对模块的参数进行设置。
异步电机模块（Asynchronous Machine SI Units）。
由于选用了预选模型（Preset model）15，所以其他的参数不必设置。
示波器（scope）。
双击scope2，在弹出窗口中点击左上角按钮，弹出一个设置窗口，将Number of axes设置为2.单相电压源（AC Voltage Source）。
通过设置峰值电压参数（Peak amplitude）来改变输出电压值。
由于Ua、Ub、Uc相位互差120°，所以Ua、Ub、Uc相位（Phase）分别为0°、240°、120°。
三相异步电动机proteus仿真
三相异步电动机Proteus仿真引言三相异步电动机是电力系统中常见的一种电动机，具有广泛的应用。
在实际应用中，为了验证电动机的性能并进行故障诊断，可以使用电路仿真软件进行虚拟仿真。
Proteus是一款非常常用的电路仿真软件，可以进行电路的建模、仿真和调试。
本文将介绍如何使用Proteus进行三相异步电动机的仿真以及仿真结果的分析。
三相异步电动机的原理三相异步电动机是利用交流电的特性，在三相对称均匀磁场的作用下产生转矩的电动机。
它由定子和转子两部分组成。
定子是由三个对称分布的线圈组成，在电流通过时产生旋转磁场。
转子是一个可以自由旋转的铜棒，通过与旋转磁场的作用，产生转矩使转子旋转。
三相异步电动机的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：1.三相交流电通过定子线圈，产生旋转磁场；2.旋转磁场切割转子导体，产生感应电动势；3.感应电动势在转子上产生电流，产生的电流与磁场相互作用，产生转矩；4.转矩将转子旋转，实现能量转换。
Proteus仿真环境搭建在进行三相异步电动机的Proteus仿真之前，我们需要先搭建仿真环境。
首先，确保你已经安装了最新版本的Proteus软件。
然后，按照以下步骤进行操作：1.打开Proteus软件，创建一个新的工程；2.在工程中添加一个电源模块，表示三相交流电源；3.在电源模块的输出端添加一个三相异步电动机模块；4.连接电源和电动机模块的输入输出端口。
完成以上步骤后，我们已经成功搭建了三相异步电动机的Proteus仿真环境。
三相异步电动机Proteus仿真参数设置在进行三相异步电动机的Proteus仿真之前，我们需要对仿真参数进行设置。
参数设置的准确性将直接影响到仿真结果的准确性。
下面是一些常用的参数设置方法：1. 电源参数设置在电源模块中，我们需要设置交流电源的参数，包括电压、频率等。
根据实际情况设置合适的参数值。
2. 电动机参数设置在电动机模块中，我们需要设置电动机的参数，包括定子的线圈数、转子的电阻、自感等。
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学号1322041208
天津城建大学
控制系统仿真
大作业
三相异步电动机建模
控制仿真
学生姓名赵业伟
班级13电气12班
成绩
控制与机械工程学院
2014年 6 月 20 日
1.绪论
三相异步电动机被称为感应电动机，当其定子侧通过电流后，部分磁通讲穿过短路环，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，只是有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有了相位差，从而形成旋转磁场。
转子绕组因为和磁场间存在着相对运动而感应电动势和感应电流，即旋转磁场与转子存在相对转速。
并且和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，成比较低，制造使用和维护方便，运行可靠一级治疗较小等优点。
2.仿真电路原理图及原理说明
建立一个电压为220V、工作频率50HZ、功率为5KW、额定转速为1500R/MIN的三相异步电动机。
图一、三相异步电动机搭建原理
3.模块参数说明
图二、
1设置电压220V 初相角0度频率50HZ
图三
各定电压：220V 频率50HZ 有功功率5000W
图四
设置为鼠笼式异步电动机。
额定功率线电压360 频率50 定子电阻0.0212和电感0.000991
绕组电阻0.2205和电感0.000991
互感系数0.06445
惯性系数0.102 摩擦系数 0.00955和极对数2
图五选择在示波器显示的5个波形。
7. 仿真结果说明
图六
图七、AB线电压波形图
中外文参考文献
基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用薛定宇陈阳泉电机与拖动唐介。