三相异步电机的建模与仿真
三相异步电动机矢量控制调速系统的建模与仿真
文章编号:1008-3499(2001)02-0023-04三相异步电动机矢量控制调速系统的建模与仿真李家荣,邓智泉(南京航空航天大学自动化学院,江苏南京210016)摘要:简述了Matlab/Simulink软件的核心内容及已获实际应用的异步电机矢量变换控制系统的数学模型,介绍了用Matlab/Simulink为该系统建立完整仿真模型的过程,最后给出仿真结果O 关键词:异步电动机;矢量控制;调速系统;仿真;模型中图分类号:TM343.22文献标识码:A0引言异步电动机矢量变换控制系统和直接转距控制系统都是目前已获得应用的高性能异步电机调速系统,对比直接转矩控制系统,矢量变换控制系统有可连续控制~调速范围宽等优点,因此矢量变换控制系统仍为现代交流调速的重要方向之一O本文一则介绍一种实用化的异步电机矢量变换控制系统,二则通过用Matlab语言为该系统建立仿真模型的过程,使读者能熟悉Matlab软件的应用并掌握之OI Matlab/Simulink环境及特点Matlab是集命令翻译~科学计算于一身的一套交互式软件系统O它除了传统的交互式编程之外,还提供了丰富可靠的矩阵运算~图形绘制~数据处理~图像处理~方便的WindOWs编程等便利工具O Simulink是MAT~W0RKS软件公司为Matlab开发的系统模型图形输入和仿真工具O Simulink提供了丰富的模型库供构造完整的系统使用O其模型库包括:源环节~汇环节~离散时间环节~线性环节~非线性环节~连接环节~其他环节OMatlab/Simulink是开放的编程环境,它允许用户开发自己所需的模型,通过成组封装扩充现有的模型库O要建立自己的模型,方法主要如下:(1)利用现有模型组合成新模型O(2)使用Matlab/Simulink模型调用MAT-LAB函数,适于构造成y=f(I)型的函数O(3)通过S-functiOn模型构造,适于解决I/=AI-Bu型微~差分方程O总的来说,方法(1)和(2)具有局限性,适合构造较为简单的模型O方法(3)是M/S最具特色的编程方式,它在构造多输入,多输出,非线性,强耦合的复杂多变量系统时具有表述方式接近数学表述,编程简洁,计算速度快的优点O下面本文针对矢量变换控制系统各环节的不同特点综合运用上述三种编程方式建立完整的系统模型进行仿真O2异步电机矢量变换控制系统的建模与仿真2.1感应电机的状态空间模型本节将描述异步电机的数学模型,并用M/S的S-functiOn构造出其模型O在静止O,B坐标系统中,将异步电机方程写为状态方程组I/=AI-Bu形式,其中I为状态变量,u为输入变量,A~B为系数矩阵O在异步电机状态方程中,转子磁链和定子电流为状态变量,定子电压为输入变量Oddtarbrz aszTL1bs=-R rL r-c rR r L mL rc r-R rL rR r L mL rL m R rhL rL m c rh-R s L r2-R r L m2hL r-L m c rhL m R rhL r0-R s L2r-R r L2mhLTL1r-第10卷第2期2001年6月淮海工学院学报JOurnal Of~uaihai institute Of TechnOlOgyVOl.10NO.2!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!June2001收稿日期:2001-03-09a b asbsL /IL /I ~as~[]bs,(1)其中,R s 7定子绕组电阻; 7微分算子;R 7转子绕组电阻;I =L s X L -L m X L m ;L s 7a 轴上定转子等效绕组自感;c 7转子角速度;L 7b 轴上定转子等效绕组自感;L m 7坐标系中定子与转子间同轴等效绕组间的互感,电机的电磁转矩方程为,T e =N L mL( a bs - b as ),(2)机械转速方程为,dcdt=(T e -T 1-Dc )/J ,(3)2.2仿真模型图1为用Marlab /Simulink 对矢量变换控制系统建立的仿真模型,限于篇幅,仅讨论几个主要环节模块的建立,图1矢量变换控制系统仿真模型Fig .1The simulation model of vector alternate control system2.2.1电流控制变频器为保证变频器输出正弦波形的电流,选择了电流控制的变频器,变频器是电压源型,电流控制变频的模型如图2所示,其中U %a ,U %b ,U %c 与U a ,U b ,U c 的关系为,U ab =V a -V b ,U bc =V b -V c ,U ca =V c -V a ,U a =(U ab -U ca )/3,U b =(U bc -U ab )/3,U c =(U ca -U bc )/3,图2电流控制变频的模型Fig .2The model of f reguency conversion by current control2.2.2电机模型所建立的电机模型如图3所示,42淮海工学院学报 2 1年6月图3电机模型Fig .3The mOtOr mOdel图中U a ,U b ,U c 为三相电源,T L 为负载转矩,z a ,z b ,z c 为电机三相定子电流,c r 为转子角速度O 在电机模块中,三相电压U a ,U b ,U c 经坐标变换,转换成O ,B 坐标下的两相电压U a1,U b1,与检测出的角速度c r 一起构成一个矢量,作为式(1)的已知量,通过S -function 计算出定子电流和转子磁链;根据(2)求出电磁转矩T e ,再通过转距模型,计算出转子角速度c r O2.2.3转子磁链观测模型众所周知,矢量变换就是通过坐标变换,将异步电机等效成直流电机,从而可获得与直流电机一样优良的异步电机调速特征O 通常,我们将定子电流z a ,z b ,z c 经过三相/二相和旋转坐标变换后,可等效成同步旋转坐标下的直流电流z m ~z t ,z m 相当于励磁电流,z t 相当于与转矩成正比的电枢电流,其中:z m =T 2p-1L m2,z t =c f T 2L m2,(4)T 2为转子电路时间常数; 2为转子磁链;c f 为转子滑差角速度O 转子磁链观测模型如图4所示O 利用式(4),可获得转子磁链 2和转子滑差角速度c f O c f 与实测的转子角速度c r 相加,可获得转子旋转磁场角速度c S ,再经积分,即可得转子磁链相位角O图4转子磁链观测模型Fig .4The mOdel Of view by rOtOr magnetic f ield2.3仿真结果建立了仿真模型后,准备了仿真所必需的数据后,就可以进行仿真了O所选用的异步电机的性能参数如下所示:定子电阻:R S =2.460;转子电阻:R r =2.310;定子电阻:L S =O.14~;转子电感:L r =O.14~;转动惯量:J =O.OO2276kg m 2;电机相对数:n p =2;负载转矩:T L =5N m O52第2期李家荣等:三相异步电动机矢量控制调速系统的建模与仿真选择的转速指定值为1440r /min 获得了转速 定子电流 电磁转矩等曲线0图5~图6~图7分别为他们在起动过程中的仿真曲线0通过仿真结果表明 本文所阐述的异步电动机矢量控制调速系统具有优良的静~动态特性图5转速仿真曲线Fig .5The simulated curVe by rotationalspeed图6定子电流仿真曲线Fig .6The simulated curVe by statorcurrent图7电磁转矩仿真曲线Fig .7The simulated curVe by electromagnetic turning sguare3结束语本文系统而简略地介绍了Matlab /Simulink 介绍了基于Matlab /Simulink 的异步电机矢量控制系统的建模与仿真 希望本文能帮助读者尽快掌握Matlab 软件在动态仿真中的应用0参考文献:[1]陈伯时 陈敏逊.交流调速系统[M ].北京:机械工业出版社 1998.[2]陈坚.交流电机数学模型及调速系统[M ].北京:国防工业出版社 1989.[B ]王成元.矢量控制交流伺服驱动电动机[M ].北京:机械工业出版社 1995.[4]张志涌.精通MATLAB [M ].北京:北京航空航天大学出版社 2000.作者简介:李家荣(1972-) 女 江苏盐城人 盐城工学院讲师 南京航空航天大学硕士在读 从事于电机控制研究0Modelling and Simulation of vector Control adj ustable -speedSystem of asynchronous MotorLI ]ia -rong DENG Zhi -guan(Dept .of Automatic Control Nanjing university of Aeronautics g Astronautics Nanjing 210016 China )abstract :Intro d uction is ma d e to the core contents of Matlab /Simulink soft W are an d the applie d maths mo d el of vector control a d justable -spee d system of asynchronous motor .Mean W hile a brief account is giv-en to the process in W hich simulation mo d el is establishe d for this system by Matlab /Simulink as W ell as the simulation results .K ey W ords :asynchronous motor ；vector control ；a d justable -spee d system ；simulation ；mo d el(本文责任编校:褚金红)62淮海工学院学报2001年6＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝月。
三相异步电机新模型及其仿真与实验
三相异步电机新模型及其仿真与实验1 引言近年来，由于电机控制技术和控制装置的发展，异步电动机的应用范围越来越广泛。
变频调速技术的不断完善，使得异步电动机也能应用于过去只能使用直流电动机的领域，并有逐渐取代直流电动机的趋势。
异步电动机的变频调速控制技术要求对异步电动机实施反馈控制，异步电动机的模型对能否获得正确的控制策略有很大的影响。
至今为止，在三相异步电动机的控制和故障诊断研究[1-3]中，绝大多数采用的是著名的PARK模型。
然而，PARK模型要在电机三相参数是对称状态时才是正确的。
当电机内部发生故障时，这个条件一般不满足。
实践证明：变频调速控制系统在电机內部故障时会产生无效甚至有害的控制后果。
电机模型不合适是重要原因之一。
很多学者为建立模拟三相异步电机內部故障的模型做了大量工作[4-5]，经典的是基于有限元计算得到的模型，这类模型可以对电机参数不对称的状态进行详细地模拟[4]。
但这类模型一般都很复杂,不适用于在线应用。
三相异步电动机还有另一种模型，即原始的相轴线模型（ABC坐标模型，方程式(1)，(2)）。
这种模型在电机三相参数不对称时仍然可以使用。
但是，这种模型的缺点是其部分参数随着电机定、转子间相对位置的变化而变化，是由一组线性变系数微分方程构成的模型。
从应用的角度来看，由于异步电机的转差，定、转子间的相对位置不断变化。
要在线检测定、转子间的相对位置并用到实时控制中去是困难的。
所以，在三相异步电动机的变频调速控制中没有采用这套模型。
针对这个问题，人们提出了很多方案[6-9]：如把不对称相等值成同其它绕组对称的绕组与一附加绕组之和的方法[6]；采用参数辨识的方法[7]等等。
但由于这些方法的基础仍是采用PARK模型，只是对其修修补补，因而效果不好。
笔者在从事三相异步电动机的故障诊断研究中，也遇到了没有合适的电机模型的问题。
通过对三相电机运行的物理机理的分析和研究，构造了一个变换函数[10]。
使用该变换函数，得到了三相异步电机的新模型。
三相异步电机在SIMULINK下的建模与仿真
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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.
双三相异步电动机的建模和仿真研究
摘
要 ： 出了一种 双三相 异 步电动机 的建 模新 方 法 。基 于磁 动 势 和功 率 不 变 的原 则 ， 建 了一 提 构
套等效 的三 相绕组 。应 用成 熟的 三相异 步 电动机在 两相静 止 坐标 系上 的数 学模 型 ， 立 了双三 相 建 异步 电动机在 坐标 系上 的数 学模 型 和基 于 Ｓｍ ｌ ｋ的仿 真 模 型 。设 计 制 作 了一 台 ４极 、． ｉｕｉ ｎ １１ ｋ 的双 三相异 步 电动机 并进 行 了仿 真和试验 对 比研 究。结 果表 明 ， 真 结 果与 试验 结 果吻 合 ， Ｗ 仿 两 者 间的最 大误 差在 ２ 以下 。这 种基 于绕 组 变换 的建模 方 法是正确 有 效的 。 ％
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａ ｏ ｅ ｔ ｅ ｔ ｄ ｌｆ ｒ ａ ｄ ａ ｈ ｅ — ｈ ｓ ｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓ ｅ ｅ ｔ ｃ ｌ ｍａ ｈ ｎ ｓ ｐ ｏ ｓｒ ｃ ： ｎ ｖ ｌ ｍａｈ ｍａ ｉ ｍｏ ｅ ｏ ｕ ｌ ｔ ｒ ｅ ｐ ａ ｅ ａ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｌｃｒ ａ ｃ ｉ ｅ ｗａ ｒ — ｃ ｉ ｐ ｓｄ ｏ ｅ ．Ａ ｅ ｆ ｑ ｉａｅ ｔ ｈ ｅ — ｈ ｓ ｎ ｉ ｇ ｓ ｕ ｌ ｂ ｅ ｎ ｓ ｍｅ ｍａ ｎ ｔｍｏ ｉｅｆ ｒ ｅ ａ ｄ ｐ ｗｅ ． ｓ ｔ ｕ ｖ ｎ ｒ ｅ ｐ ａ ｅｗｉ ｄ ｎ ｓＷａ ｂ ｉ ａ ｄ ｏ ａ ｇ ｅｏ ｔ ｏ ｃ ｎ ｏ ｒ ｏ ｅ ｌ ｔ ｔ ｓ ｖ Ａ ｕ ｈ ｅ ・ ｈ ｓ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｌｃｒｃ ｃ ｉｅ Ｗ ｕ ｓｉ ｔ ｄ ｅ ｕ ｖ ｌｎ ｌ ｙ ａ ｔ ｒｅ・ｈ ｓ ｓ ｎ・ ｄ ａ ｔ ｒ ｅ ｐ ａ ｅ ａ ｎ ｈ ｏ ｓ ｅｅ ｔ ａ ｍａ ｈ ｎ ａ ｓ ｂ ｔ ｕ ｅ ｑ ｉａ ｅ ｔ ｂ ｈ ｅ ・ ａ ｅ ａ ｙ ・ ｌ － ｓ ｏ ｉｌ ｓ ｔ ｙ ｐ ｃ ｒ ｎ ｕ ｌｃ ｒ ａ ｃ ｉ ｅ ａｔ ｒ ａ ｗｉ ｄ ｎ ｒ ｎ ｆｒ ｔ ｎ Ｔ ｅ ｔ ｈ ｔ ｅ ｔ ａ ｄ ｌ ｏ ｈ ｈ ｏ ｏ ｓｅ ｅ ｔ ｃ ｌ ｍａ ｈ ｎ ｆ ｎ ｉ ｇ ｔａ ｓｏ ｍａｉ ． ｈ ｎ ｗｉ ｔ ｅ ｍａｈ ｍａ ｉｌ ｍｏ ｅ ｆ ｔ ｅ ｉ ｅ ｏ ｈ ｃ ｔ ｒ ｅ ｐ ａ ｅ ａ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｌｃｒｃ ｃ ｉ ｅ ｉ ｈ ｔｔ ｎ ｒ ｅｅ ｅ ｃ ａ ｈ ｅ － ｈ ｓ ｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓｅ ｅ ｔ ａ ｍａ ｈ ｎ ｔ ｅ ｓａｉ ａ ｙ ｒｆ ｒ ｎ ｅ ｆ ｍｅ，ｔ ｅ ｍｏ ｅ ｆａ ｄ ａ ｈ ｅ — ｉｌ ｎ ｏ ｒ ｈ ｄ ｌｏ ｕ ｌ ｒ ｅ ｔ ｐ ａ ｅ ａ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｌｃｒｃ ｃ ｉ ｅｗａ ｅｅ ｉｅ ．Ａ ４ ｐ ｌ ． Ｗ ｕ ｒ ｅ ｐ ａ ｅ ａ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｈ ｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓｅ ｅ ｔ ａ ｍａ ｈ ｎ ｓｄ ｔｒ ｎ ｄ ｓ ｉｌ ｍ ｅ １ １ｋ ｄ ａ ｔ ｅ — ｈ ｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓ ｏ ｌ ｈ ｓ ｅｅ ｔ ｃ ｃ ｉ ｅ ｗ ｓｓｍｕ ａ ｅ ｎ ｅ ｔｄ ｌｃｒ ａ ｍａ ｈ ｎ ａ ｉ ｌｔｄ ａ ｄ ｔｓｅ ．Ｃ ｍｐ ｒ ｄ ｔ ｅ ｓｍｕ ａｉ ｎ ｒ ｓ ｌ ｔ ｏ ｒ ｓ ｏ ｄ ｎ ｓ ｒ — ｉｌ ｏ ａ ｅ ｈ ｉ ｌｔ ｅ ｕ ｔ ｗｉ ｃ ｒｅ ｐ ｎ ｉ ｇ ｔ ｔ ｅ ｏ ｓ ｈ ｅ ｓ ｈ ．ｔ ｅｍ￣ ｉ ｍ ｒｏ ｗｅ ａ ％ ．Ｓ ｈ ｓ ｎ ｉ ｇ ｔ ｎ ｆｒ ａ ｉｎ ａ ｄ ｍｏ ｅ ｉｇ ｍｅｈ ｒ ａｉ ｕ ｓ ｈ ｍｕ ｅ ｒ ｓｌ ｒｔ ｎ ２ ｉ ｏ ｈ ｏ ｔ ｉ ｗｉ ｄ ｎ ａ ｓｏ ｒ ｍ ｔ ｎ ｄ ｌ ｔ ｏ ａ ｅｖ — ｏ ｎ ｄ ｌ
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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基于MATLAB三相异步电机的建模与仿真
; D =ω 1 Ls r 2
电机的电磁转矩为 :
Te = np Lm ir1Ψ2 Lr
( 7)
电机的运动方程为 : ω J d Te - TL = ・
np dt
( 8)
式中 , Te 为电机的电磁转矩 ; TL 为电 机负载转矩 ; np 为电机的极对数 ; J 为电机
图 1 三相异步电机仿真系统
1 异步电机的仿真数学模型
利用 MATLAB 进行电机运行状态仿 真 ,最为关键的是建立起一个便于仿真的 电机模型 。在本文的实例中 , 将在同步旋 转两相坐标系下对一个直接接入三相电网 的异 步 鼠 笼 电 机 建 立 一 个 可 方 便 用 于 MATLAB 仿真的电机模型 。 为了区分于一般的同步旋转 d、 q 坐标 系统 ,这里采用 M、 T坐标轴代替 d、 q轴 , 且令 M 轴与电机中转子总磁链 Ψ 2 方向一 致 (转子总磁链 Ψ 2 等于气隙磁链 Ψ g 与转 子漏磁链 Ψ 21 之和 ) 。也就是说 , 把 M 轴 定向到 Ψ 2 的方向 。由于 Ψ 2 固定在 M 轴 方向上 ,所以转子磁链在 T轴方向上就没 有分量 ,即 ΨM2 =Ψ 2 。而转换到两相同步 旋转坐标系统的一个突出优点是 : 当 A、 B、 C 三相系统中的变量是正弦波时 , M、 T坐 标变量是直流量 。根据相关文献 , 我们可 知异步电机在两相同步旋转坐标系上按转
该电机数学模型是由电源 ( Electrical Sources ) 、 测 量 ( M easurements ) 、 电机 ( machines ) 、 电 力 电 子 ( Power Electron2 ics) 、 线路 ( Elements) 、 连接器 ( connectors) 等元 件 构 成 。调 用 MATLAB / SI MUL I NK 中的 Simpower System s环节中各相关环节 模块 ,并将其连接起来 ,就可得到该电机数 学模型的仿真模型 。图 1 所示的是一个三 相异步电动机仿真系统图 , 在使用该仿真 模型时 , 只需要输入电机定子 、 转子的电 阻、 感抗和负载转矩等参数 ,就可以进行仿 真。
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。
异步电机Maxwell建模
三相异步电机建模1. 电机基本参数
2. 定子基本参数
第三个为堆叠因素
3. 定子槽型
取消自动设置与平行边之后就可以设置形状
4. 定子绕组
并联支路数最多取2p个，但不是任意取 2p需要为并联支路数的整数倍，相互并联的级相组的个数要匹配，在并联时，最小的单位是级相组数级相组数的大小为每级每相槽数（对于双层绕组来说）对于单层绕组来说级相组的大小为每级每相槽数的一半
5. 匝间连接方式与导线规格问题
6. 端部与绝缘槽设置问题
7. 转子设置
8. 转子槽型
9. 转子绕组
10. 转轴设置
11. 电机仿真设置
maxwell仿真部分
一、建立maxwell模型
在analyze后使用create maxwell design创建二维/三维模型
二、maxwell仿真分析基本思路：
稳态，用电流源仿真；在给定转速之后看产生的转矩是不是与标准转矩相等从零开始转动，用电压源仿真；在给定负载之后看转速是不是与转差相等。
1. 绕组激励设置
2. 转矩负载设置
1. 绕组激励设置
2. 转矩负载设置。
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电气与电子信息工程学院
《计算机仿真及应用B》题目
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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
I W l
图1三相异步电动机SimUlinks仿真模型
3. 模块参数设置
(1)ASynChronOUS MaChine SI Units 模块参数设置
双击ASynchronous MaChine SI Units 模块，则弹出ASynChronOUS MaChine SI UnitS 模块参数设置对话框。
三相异步电动机模块的具体参数设置如图2所示:
图2 ASynchronOUS MaChine SI Units 模块参数设置对话框
（2）Three-PhaSe PrOgrammabIe Voltage SOUrCe 模块参数设置
双击Three-PhaSe PrOgrammabIe Voltage SOUrCe 模块，则弹出Three-PhaSe PrOgrammabIe Voltage SOUrCe模块参数设置对话框。
三相可调交流电压源的具体参数设置如图3:
⅝ BlCCk 3,a r,anπeteιr⅛: Th『孔・PhaSe Pr□graιmιm∣abe VoItage SoUr-Ce
>∣ree*Phase Pr&gramntable VaBage SDUr□⅛ (IIa^⅛)i
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图 3 Three-PhaSe PrOgrammabIe Voltage SOUrCe 模块参数设置对话框
(3)Three-PhaSe SerieS RLC Load 模块参数设置
双击Three-PhaSe SerieS RLC Load 模块，则弹出Three-PhaSe SerieS RLC Load 模块参数设置
对话框。
模块的具体参数设置如图4所示：
图4 Three-PhaSe SerieS RLC Load模块参数设置对话框
(5)Three-PhaSe Breaker模块参数设置
双击Three-PhaSe Breaker模块，则弹出Three-PhaSe Breaker模块参数设置对话框。
三相断路
器模块的具体参数设置如图5所示：
图5 Three-PhaSe Breaker模块参数设置对话框
(5) ConStant模块参数设置
双击系统模型窗口中的ConStant模块，则弹出ConStant模块设置对话框。
其具体参数设置如图6所示：
图6 ConStant模块设置对话框
(6) BUS SeIeCtor模块参数设置
在模型搭建完后，运行一次SimUIinks ,此时双击BUS SeIeCtOr模块，会弹出如图7所示的对
话框，用户将待输出的信号从对话框左侧的Signals in the bus列表框内的信号选择右侧的SeIeCted Signals列表框内便可。
图7设置参数后的BUS SeIeCtOr模块参数设置对话框
(7)需要创建子系统的模块
Three-PhaSe V-I MeaSUrements 为模板建立子系统，对Three-PhaSe V-I MeaSUrements 具体参数设置如下图&
图8 Three-PhaSe V-I MeaSUrements具体参数设置对话框
图9 Three-PhaSe V-I MeaSUrements经过创建子系统后的原理图
去掉其外围，将最终的子系统连接到仿真线路图当中。
（8）scope模块参数设置
单击Scope示波器窗口中的ParameterS属性图标，则弹出Scope模块参数设置对话框若要设置示波器窗口中的任意一个坐标系的y轴范围，可在示波器窗口中任意一个坐标系内单击鼠
标右键，然后再弹出的快捷菜单中选择AXeS PrOPertieS进行设置。
4. 仿真参数设置
设置仿真参数的Start time 为0，Stop time 为0.5，Solver options 的步长VariabIe-SteP，解算方法Solve 选择ode23tb.
四•仿真结果
保存该系统模型并进行仿真运行，仿真结果如下图10,11所示：。