三相异步电动机Matlab仿真

合集下载

MATLAB中的三相异步电动机仿真

MATLAB中的三相异步电动机仿真

目录前言 (1)1 异步电动机动态数学模型 (2)1.1电压方程 (2)1.2磁链方程 (3)1.3转矩方程 (5)1.4运动方程 (6)2 坐标变化和变换矩阵 (8)2.1三相--两相变换(3/2变换) (8)3 异步电动机仿真 (9)3.1异步电机仿真框图及参数 (9)3.2异步电动机的仿真模型 (12)4 仿真结果 (16)5 结论 (17)参考文献 (18)前言随着电力电子技术与交流电动机的调速和控制理论的迅速发展,使得异步电动机越来越广泛地应用于各个领域的工业生产。

异步电动机的仿真运行状况和用计算机来解决异步电动机控制直接转矩和电机故障分析具有重要意义。

它能显示理论上的变化,当异步电动机正在运行时,提供了直接理论基础的电机直接转矩控制(DTC),并且准确的分析了电气故障。

在过去,通过研究的异步电动机的电机模型建立了三相静止不动的框架。

研究了电压、转矩方程在该模型的功能,同相轴之间的定子、转子的线圈的角度。

θ是时间函数、电压、转矩方程是时变方程这些变量都在这个运动模型中。

这使得很难建立在αβ两相异步电动机的固定框架相关的数学模型。

但是通过坐标变换,建立在αβ两相感应电动机模型框架可以使得固定电压、转矩方程,使数学模型变得简单。

在本篇论文中,我们建立的异步电机仿真模型在固定框架αβ两相同步旋转坐标系下,并给出了仿真结果,表明该模型更加准确地反映了运行中的电动机的实际情况。

1 异步电动机动态数学模型在研究三相异步电动机数学模型时,通常做如下假设 1) 三相绕组对称,磁势沿气隙圆周正弦分布;2) 忽略磁路饱和影响,各绕组的自感和互感都是线性的; 3) 忽略铁芯损耗4) 不考虑温度和频率对电阻的影响异步电机的数学模型由下述电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程组成。

1.1 电压方程三相定子绕组的电压平衡方程为(1-1)与此相应,三相转子绕组折算到定子侧后的电压方程为(1-2)式中 A u , B u , C u , a u , b u ,c u —定子和转子相电压的瞬时值;A i ,B i ,C i , a i , b i ,c i —定子和转子相电流的瞬时值;A ψ,B ψ,C ψ, a ψ, b ψ,c ψ—各相绕组的全磁链; Rs, Rr —定子和转子绕组电阻上述各量都已折算到定子侧,为了简单起见,表示折算的上角标“ ’”均省略,以下同此。

运动控制系统课程设计异步电机矢量控制Matlab仿真实验

运动控制系统课程设计异步电机矢量控制Matlab仿真实验

目录1 异步电动机矢量控制原理 (2)2 坐标变换 (3)2.1 坐标变换基本思路 (3)2.2 三相——两相坐标系变换(3/2变换) (4)2.3 旋转变换 (5)3 转子磁链计算 (6)4 矢量控制系统设计 (7)4.1 矢量控制系统的电流闭环控制方式思想 (7)4.2 MATLAB系统仿真系统设计 (8)4.3 PI调节器设计 (9)5 仿真结果 (10)5.1 电机定子侧的电流仿真结果 (10)5.2 电机输出转矩仿真结果 (11)心得体会 (13)参考文献 (14)异步电机矢量控制Matlab 仿真实验1 异步电动机矢量控制原理矢量控制系统的基本思路是以产生相同的旋转磁动势为准则,将异步电动机在静止三相坐标系上的定子交流电流通过坐标变换等效成同步旋转坐标系上的直流电流,并分别加以控制,从而实现磁通和转矩的解耦控制,以达到直流电机的控制效果。

所谓矢量控制,就是通过矢量变换和按转子磁链定向,得到等效直流电动机模型,在按转子磁链定向坐标系中,用直流电动机的方法控制电磁转矩与磁链,然后将转子磁链定向坐标系中的控制量经变换得到三相坐标系的对应量,以实施控制。

其中等效的直流电动机模型如图1-1所示,在三相坐标系上的定子交流电流i A 、i B 、i C ,通过3/2变换可以等效成两相静止正交坐标系上的交流i sα和i sβ,再通过与转子磁链同步的旋转变换,可以等效成同步旋转正交坐标系上的直流电流i sm 和i st 。

图1-1 异步电动机矢量变换及等效直流电动机模型在三相坐标系上的定子交流电流,,A B C i i i ,通过3/2变换可以等效成两相静止正交坐标系上的交流s i α和s i β再通过与转子磁链同步的旋转变换,可以等效成同步旋转正交坐标系上的直流电流sm i 和st i 。

m 绕组相当于直流电动机的励磁绕组,sm i 相当于励磁电流,t 绕组相当于电枢绕组,st i 相当于与转矩成正比的电枢电流。

基于Matlab的三相异步电动机起动、调速和制动特性仿真

基于Matlab的三相异步电动机起动、调速和制动特性仿真

信息工程学院基于Matlab的三相异步电动机起动、调速和制动特性仿真摘要:异步电动机目前在日常生活中已得到广泛应用,其主要特点为结构简单、运行可靠、效率较高和成本较低。

为使其应用更加广泛且性能更加完善,有必要对其最基本的起动、制动和调速性能进行深入研究。

而随着电机研究的不断深入,仿真就成为对其进行研究的一个重要手段,其中Matlab软件以其方便、高效、直观的特点,广泛应用于异步电动机的仿真研究,方便快捷且节约资源,为解决一些复杂问题带来了极大的方便。

本文通过Matlab软件进行仿真,研究异步电动机起动、调速和制动的各种方法,以找到提高其性能的途径,并通过与理论相对比,验证了本文模型的有效性和正确性。

关键词:Matlab;仿真;异步电动机Simulation for Start-up ,Speed Control and Braking Character of Three-phase Asynchronous Motor Based onMatlabAbstract:Asynchronous motor has been widely used in our daily life at present, the main characteristics of simple structure, reliable operation, high efficiency and low cost. In order to make its application more widely and performance will be improved, it is necessary for the most basic starting, braking and speed regulating performance for further research. And with the research of motor, the simulation has become an important means to study, the Matlab software, with its convenient, efficient and intuitive features, are widely used in the simulation research of asynchronous motor is convenient and save resources, to solve some complex problems has brought great convenience.Based on the Matlab software simulation, the asynchronous motor starting, speed and braking methods, in order to find ways to improve its performance, and compared with the theory, proves the correctness and the effectiveness of the model. Key words:Matlab; simulation; asynchronous motor1 设计目的和意义1.1 概述在科学技术发展迅速的当今社会,电机已经成为生活中必不可少的一部分,为人们的生产生活提供了极大的方便。

三相异步电机matlab电磁设计、温度场分析与ansoft磁场仿真学习资料

三相异步电机matlab电磁设计、温度场分析与ansoft磁场仿真学习资料

高温异步电机设计与性能分析High Temperature Induction Motor Design and PerformanceAnalysis学院:电气工程学院专业班级:学号:学生姓名:指导教师:(教授)2012年 6 月摘要Abstract目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................................................ I I 目录 (I)第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 课题背景及意义 (1)1.2.1课题研究背景、目的及意义 (1)1.2.2课题国内外研究现状及趋势 (4)第2章三相单鼠笼异步电动机电磁计算 (6)2.1 额定数据及主要尺寸 (6)2.1.1参数的选择 (6)2.1.2电机的主要尺寸 (7)2.1.3定子绕组的计算 (9)2.1.4定子槽型的计算 (10)2.1.5转子绕组的计算 (11)2.2 磁路计算 (13)2.3 参数计算 (18)2.3.1线圈长度计算 (18)2.3.2电机定子绕组漏抗计算 (19)2.3.3电机转子绕组漏抗的计算 (21)2.3.4有效材料的计算 (22)2.3.5空载特性 (24)2.4 工作性能计算 (26)2.4.1电负荷计算 (26)2.4.2电机损耗计算 (27)2.4.3主要性能计算确定 (29)2.5 起动性能计算 (30)2.5.1起动时定子参数 (30)2.5.2起动时转子参数 (31)2.5.3起动参数的确定 (33)2.6 MATLAB语言结构 (34)第3章异步电机通过matlab的温度场分析 (35)3.1 matlab在电机设计和仿真中的应用 (35)3.2温度对异步电机的性能影响 (36)3.2.1. 温升 (36)3.2.2 发热 (37)3.2.3 环境温度对电动机的影响 (38)3.3 异步电动机温度场特性仿真结果 (38)第4章异步电机的ansoft仿真 (40)4.1. ansoft maxwell的介绍 (40)4.1.1 三维静电场分析(3D Electrostatic Field) (40)4.1.2 三维直流磁场分析(3D DC Magnetic) (40)4.1.3 涡流场分析(Eddy Current Field) (40)4.1.4 瞬态场(Transient Field) (40)4.2 Maxwell 仿真一般步骤 (40)4.3 Maxwell的仿真结果与分析 (41)4.3.1建立电机模型 (41)4.3.2 Rmxprt导入至Maxwenll 2D有限元模块 (42)4.4本章小结 (43)第5章结论 (44)参考文献 (45)致谢 (48)附录 (49)5.1 附录1 (49)5.2 附录2 (61)第1章绪论1.1 引言随着四个现代化的发展,工业生产的自动化程度提高,还需要大量各种各样具有高性能的控制电机作为自动化系统的控制元件或执行元件。

异步电动机转差频率间接矢量控制matlab仿真(毕业设计)

异步电动机转差频率间接矢量控制matlab仿真(毕业设计)

太原理工大学毕业设计(论文)任务书异步电动机转差频率间接矢量控制matlab仿真摘要本文基于MATLAB 对异步电动机转差频率控制调速系统进行仿真研究。

首先分析了异步电动机转差频率控制技术的主要控制方法、基本组成与工作原理。

之后对异步电机的动态模型做了分析,进一步介绍了异步电机的坐标变换,对异步电机转差频率矢量控制系统的基本原理进行了阐述,通过仿真工作,证明了其可行性。

最后,通过对仿真结果进行分析,归纳出如下结论:单纯的转差频率控制带载能力差,应用转差频率矢量控制可增强电机对转矩的调节能力且无需电压补偿。

关键词:转差频率,矢量控制,异步电动机Induction Motor Slip Frequency Indirect Vector ControlMatlab SimulationAbstractThis paper focuses on the matlab simulation of the asynchronous motor speed regulation system.Firstly , this paper analyzes the main control method , basic composition and working principle of the induction motor slip frequency control technology.Secondly , this paper analysis the dynamic model of asynchronous motor and further introduces the coordinate transfer and the basic principle of motor slip frequency vector control system. At the same time , the simulation work to prove its feasibility.Finally , according to analysis of the simulation results , the conclusions are as follows simply slip frequency control is always with poor load capacity , on the contrary the vector control applications can enhance the ability to regulate the motor of the torque and without voltage compensation.Key words : slip frequency , vector control , induction motor目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)1.1现代交流调速技术的发展 (1)1.1.1异步电动机交流调速系统的类型 (2)1.1.2交流调速系统的发展趋势和动向 (2)1.2本文主要研究内容 (2)1.2.1转差频率控制的基本概念 (2)1.2.2基于异步电动机稳态模型控制的转差频率控制规律 (4)1.2.3基于异步电动机动态态模型控制的转差频率矢量控制规律 (5)2异步电动机转差频率间接矢量控制交流调速系统 (7)2.1异步电机的特点 (7)2.2三相异步电动机的多变量非线性数学模型 (7)2.2.1电压方程 (8)2.2.2磁链方程 (9)2.2.3转矩方程 (11)2.2.4电力拖动系统运动方程 (11)2.3矢量控制技术思想 (12)2.3.1坐标变换 (13)1.坐标变换的基本思想和原则 (13)2.三相-两相变换(3s/2s变换) (15)2.3.2交流异步电机在两相任意旋转坐标系上的数学模型 (18)2.3.3异步电机在两相静止坐标系( 坐标系)上的数学模型 (20)2.3.4异步电机在两相同步旋转系上的数学模型 (21)2.3.5三相异步电动机在两相坐标系上的状态方程 (21)2.4基于转差频率矢量控制调速系统的组成 (22)2.4.1基于转差频率间接矢量控制调速系统的工作原理 (22)2.4.2异步电动机转差频率间接矢量控制公式推导 (24)3主电路与控制电路 (25)3.1 SPWM逆变电路 (25)3.2控制电路的设计 (26)3.2.1转速PI调节器的设计 (26)3.2.2函数运算模块的设计 (28)4转差频率间接矢量控制的matlab仿真 (30)4.1仿真模型的搭建及参数设置 (30)4.1.1主电路模型 (30)4.1.2控制电路的模型搭建 (31)4.2仿真结果与分析 (33)4.2.1仿真波形图 (33)4.2.2仿真结果分析 (35)4.3本章总结 (35)参考文献 (36)致谢 (37)1绪论1.1现代交流调速技术的发展在工业化的进程中 ,电动机作为将电能转换为机械能的主要设备。

三相异步电机机械特性MATLAB仿真报告

三相异步电机机械特性MATLAB仿真报告

评分:_________课程报告电机与拖动基础学院机自学院专业电气工程及其自动化学号 15122204学生姓名张紫靓课程电机与拖动基础电机与拖动基础报告一、固有机械特性及降压Matlab程序如下:固有机械特性:U1=220;m=3;p=3;f1=50;R1=2.08;R20=1.53;X1=3.12;X20=4.25;s=-0.4:0.0001:1.5;n0=60*f1/p;n=n0-s*n0;T=(m*p*U1^2*R20./s)./(2*pi*f1*((R1+R20./s).^2+(X1+X20)^2)); title('故有机械特性')xlabel('电动机转速n/(r/s)')ylabel('电动机转矩T/(N*M)')plot(T,n);plot(-T,-n);hold on;MATLAB仿真图像:降压:m=3;p=3;f1=50;R1=2.08;R20=1.53;X1=3.12;X20=4.25;s=0:0.0001:1.5;n0=60*f1/p;n=n0-s*n0;for k=1:3if k==1;U1=220;else if k==2;U1=200;else U1=150;endendT=(m*p*U1^2*R20./s)./(2*pi*f1*((R1+R20./s).^2+(X1+X20)^2)); title('故有机械特性')xlabel('电动机转速n/(r/s)')ylabel('电动机转矩T/(N*M)')plot(T,n);hold on;endMATLAB仿真图:二、定子串电阻程序:U1=220;m=3;p=3;f1=50;R20=1.53;X1=3.12;X20=4.25;s=0:0.0001:1.5;n0=60*f1/p;n=n0-s*n0;for k=1:3if k==1;R1=2.08;else if k==2;R1=5.08;elseR1=10.08;endendT=(m*p*U1^2*R20./s)./(2*pi*f1*((R1+R20./s).^2+(X1+X20)^2)); title('故有机械特性')xlabel('电动机转速n/(r/s)')ylabel('电动机转矩T/(N*M)')plot(T,n);hold on;endMATLAB仿真图:三、定子串电抗:程序:U1=220;m=3;p=3;f1=50;R1=2.08;R20=1.53;X20=4.25;s=0:0.0001:1.5;n0=60*f1/p;n=n0-s*n0;for k=1:3if k==1;X1=3.12;else if k==2;X1=6.12;elseX1=10.12;endendT=(m*p*U1^2*R20./s)./(2*pi*f1*((R1+R20./s).^2+(X1+X20)^2)); title('故有机械特性')xlabel('电动机转速n/(r/s)')ylabel('电动机转矩T/(N*M)')plot(T,n);hold on;endMATLAB仿真图:四、转子串电阻U1=220;m=3;p=3;f1=50;R1=2.08;X1=3.12;X20=4.25;s=0:0.0001:1.5;n0=60*f1/p;n=n0-s*n0;for k=1:5if k==1;R20=1.53;else if k==2;R20=3.53;else if k==3R20=5.53;else if k==4R20=7.53;else k==5R20=10.53;endendendendT=(m*p*U1^2*R20./s)./(2*pi*f1*((R1+R20./s).^2+(X1+X20)^2)); title('故有机械特性')xlabel('电动机转速n/(r/s)')ylabel('电动机转矩T/(N*M)')plot(T,n);hold on;endMATLAB仿真图:。

异步电机调压调速系统的matlab仿真代码

异步电机调压调速系统的matlab仿真代码

异步电机调压调速系统的matlab仿真代码异步电机是一种常见的电动机类型,广泛应用于各个领域的工业控制系统中。

在工业生产中,对异步电机的调压调速系统进行仿真设计可以帮助工程师们更好地理解电机的工作原理,并且优化控制算法,提高电机的性能和效率。

本文将根据异步电机调压调速系统的需求,介绍如何使用Matlab进行仿真设计。

异步电机调压调速系统主要包括三个部分:电机模型、调速控制器和电源电压。

首先,我们需要建立电机的模型。

在Matlab中,我们可以使用Simulink来搭建电机模型。

在搭建电机模型之前,我们需要明确电机的参数,例如额定功率、额定转速、定子电阻、定子电感、转子电阻、转子电感等。

根据这些参数,我们可以使用Simulink中的“Synchronous Machine”模块来搭建电机模型。

通过调整模块的参数,我们可以设定电机的额定功率和转速。

此外,我们还可以通过添加噪声、扰动等,模拟电机在实际工况下的运行情况。

接下来,我们需要设计调速控制器。

常见的调速控制算法有PID控制、模糊控制、自适应控制等。

在Matlab中,我们可以使用Simulink中的“PID Controller”模块来实现PID控制算法。

在使用PID控制器模块之前,我们需要根据电机的特性调整控制器的参数,例如比例系数、积分时间和微分时间。

通过不断调整参数和观察仿真结果,我们可以优化控制器的性能,实现电机的稳定调速。

最后,我们需要模拟电源电压对异步电机的影响。

在实际应用中,供电电压的波动会对电机的转速和输出功率产生影响。

在Matlab中,我们可以通过添加波动的直流电压源来模拟这种影响。

通过调整电压源的幅值和频率,我们可以观察电压波动对电机转速和输出功率的影响。

这对于调压调速系统的设计和优化非常重要。

在完成上述步骤后,我们可以对整个异步电机调压调速系统进行仿真。

通过控制器和电源电压的输入,我们可以观察电机的转速、输出功率和电流等参数的变化情况。

异步电动机变频调速系统的MATLAB建模与仿真

异步电动机变频调速系统的MATLAB建模与仿真

基金项目:福建省自然科学基金项目(2008J04016)作者简介:陈四连(1984- ),女,硕士研究生,研究方向为控制系统的控制策略;林瑞全(1971- ),男,副教授,硕士生导师,博士,研究方向为控制系统的控制策略; 丁旭玮(1987- ),男,硕士研究生,研究方向为控制系统的控制策略。

异步电动机变频调速系统的MATLAB建模与仿真摘 要:为了研究异步电动机正弦脉宽调制变频调速系统在不同频率作用下的速度响应曲线,分别利用MATLAB 软件中的SIMULINK、S-function 以及微分方程编辑器(DEE)等功能模块建立两相静止坐标系下的异步电动机仿真模型。

仿真结果表明,以上三种不同的建模方法效果是一样的,均是较为方便高效的异步电动机仿真方法。

关键词:异步电动机;正弦脉宽调制;SIMULINK 建模;S-function 建模;DEE 建模中图分类号:TM921.51 文献标识码:A 文章编号:1007-3175(2009)11-0032-04陈四连,林瑞全,丁旭玮(福州大学 电气工程与自动化学院,福建 福州 350108)CHEN Si-lian LIN Rui-quan, DING Xu-wei(College of Electrical Engineering and Automation, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China )Abstract: In order to study speed response curves of asynchronous motor under different frequency actions, SIMULINK in MAT-LAB ,S-function and differential equation editor(DEE) etc functional Modular were used to establish asynchronous motor simula-tion model under two-phase stationary coordinate system. Simulation results show that the effects of the above three methods for modeling are the same and they are highly effective asynchronous motor simulation methods.Key words: asynchronous motor; sinusoidal pulse width modulation; SIMULINK modeling; S-function modeling; differential equation editor modelingMATLAB Modeling and Simulation of Frequency Control System forAsynchronous Motor在变频调速系统中异步电机是一个非线性、强耦合、高阶次的控制对象,如果忽略其非线性、强耦合、高阶次的条件,近似求出线性单变量动态结构,得到的控制系统的动态性能往往不高[1-2]。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

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:
(1-4)
一:我们做如下分析:
1.当s=0时,,M=0,说明电
动机的理想空载转速为同步转速。

2.当s很小时,有,
,说明电磁转矩T近似与s呈
线性关系,即随着M的增加,略有下降。

因而,类似直流电动机的机械特性,是一条下倾的直线。

3.当s很大时,有,,说明电磁转矩M近似与s成反比,
即M增加时n反而升高。

4.当s=1时,n=0,=常数,此即三相异步电机的启动转矩。

从上述可见,三相异步电动机的机械特性由两段组成:当s较小(n较高)时,n与M近似呈线性关系;当s较大(n较低)时,n随M增大而升高。

将两部分机械特性圆滑连接,既得三相异步电动机机械特性,如图1-1所示。

5.
由上述公式可得三相异步电动机直接起动时,起动电流较大,可达额定电流的 5~7 倍,同时会引起电网电压波动,该方法只适合于小容量轻负载的异步电
动机的起动。

二:异步电动机直接启动的电路图如图1-2:
M
n
图1-1 三相异步电动机机械特性
图1-2
三、电路设计与参数计算
MATLAB简介
八十年代以来,计算机仿真成为交流电机及其调速系统分析,研究和设计的有利工具。

应用计算机的仿真技术,我们可以用软件建立起电机及其传动、控制的仿真模型,再以这个模型在计算机内人为模拟的环境或条件下的运行研究,替代真实电机在实际场合下的运行实验,既可得到可靠的数据,又节约了研究的时间及费用。

MATLAB 语言具有以下特点:1功能强大、2界面友好、编程效率高3扩展性强
启动SIMULINK只需在MATLAB的命令窗口键人“SIMULNIK”命令,此时出现一个SIMULINK 窗口。

这个窗口包含7个模块库,它们分别是信号源模块库(sources)、输出模块库(Sinks)、离散模块库(Diserete)、线性模块库(Linear)、非线性模块库(Nonlinear)、连接与接口模块库(Connections)和扩展模块库(Extrax)。

1、仿真电路设计和参数
应用MatLab/simulink 建立三相异步电动机直接起动仿真模型如图1 所示。

主要包括三相异步电动机模块(Asynchronous Machine)、电源模块(Power Source)、选择器模块(Selector)和测量模块(Machinemeasurement)等。

其中,异步电机模块参数设置如下:Pn =110 KW,Un =400 V,fn =50 Hz, Un =1 487 r/min, 定子电阻Rs=0.02155Ω,定子电感Ls=0.000 226H,转
子电阻Rr=0.012 31Ω,转子电感Ls=0.000 226H,漏抗X1+X’2=0.254Ω,励磁互感L m=0.010
38H,转动惯量J=2.3kg·m,摩擦系数F=0.05421N·m·s,极对数p=2。

2、原理图(含仿真模块名称与型号)
图2三相异步电动机直接起动模型
3、元件清单
元件序号元件
符号
元件
型号
主要参数数量备注
1 U 3-Phase
Programmable
Voltage
Source
400v 1
2 M Asynchronous
Machine
SI Units
110kw 400v 1
3 V Voltage
Measurement
1
4 Constant 500 1
5 Machines
Measurement
Demux
1
6 Selector ia 2
7 Scope 2
8Gain 10
四、仿真过程与仿真结果
根据原件清单使用matalab6.5连线仿真结果如下
五、调试优化转子电流定子电流转速
机械转矩
(1)静态调试图如下,负载为零时。

转子电流
定子电流
转速
机械转矩(2)动态调试图,带负载运行时
转子电流
定子电流
转速
机械转矩
六、仿真正确性验证
(1)转子电流验证
带入上述已知参数,利用M语言程序画出如下的转速与转子电流特性图;
可得电流与转速的曲线关系Y/X(转子电流(A)/转速(r/min)):
由上图曲线变化可得知电流随转速的增加而下降,异步电动机直接起动电流达到额定电流的6--7倍,当转速达到1500r/min时电流大约为300A,经过验证所得结果与理论值相同。

(2)机械转矩验证
将电机参数和数据代入电磁转矩公式,利用M语言程序画出如下的转速与机械转矩特性图;
Y/X(转速/机械转矩)
由图可知电机刚启动时起动转矩能达到额定转矩的1.25倍以上,与仿真图相符。

七、结论与心得
经过两个个星期的学习与仿真,使我在整个电机设计过程中,学到了不少东西,更深一步掌握了MatLab在电机电路设计的原理,深入了解了我们专业的基础课程。

本次的实验目的是通过解决比较简单的实际问题,巩固和加深在《电机学》课程中所学的理论知识和实验技能。

训练学生综合运用学过的电机及拖动
基础知识,在教师指导下完成查找资料,选择、论证方案,科学实验,分析结果等工作,通过理论联系实际提高和培养学生分析、解决实际问题的能力和创新能力,为后续课程的学习、毕业设计和毕业后的工作打下一定的基础。

加强了理论知识与实践统一的能力,加强了自己动手操作的能力。

与此同时,也培养了我们的团队精神,有助于我们更快的适应社会,适应工作。

我相信通过这次课程设计会给我以后的学习生活中更大的帮助。

最后感谢在这次训练中给予我帮助的的老师和同学。

八、参考文献
[1] 顾绳谷.电机及拖动基础[M].4版.北京:机械工业出版社,2007
[2] 李维,matlab在电气中的应用.北京:中国电力出版社,2007
[3] 汤蕴缪.电机学[M].北京:机械工业出版社,2000.
[4] 刘启新,电机与拖动基础北京中国电力出版社,2007.2
[5] 唐孝镐.实心砖子异步电机及其应用.机械工业出版社,1991.3。

相关文档
最新文档