课程设计基于MATLABsimulink的三相交流异步电机正转和反转建模
课程设计--基于MATLABsimulink的三相交流异步电机正转和反转建模
课程设计--基于MATLABsimulink的三相交流异步电机正转和反转建模第一篇：课程设计--基于MATLABsimulink的三相交流异步电机正转和反转建模基于MATLAB/simulink的三相交流异步电机正转和反转建模与仿真姓名：李鹏程学号：031040525 专业：电气工程及其自动化完成日期：2012年12月18日[摘要] 在MATLAB/simulink环境下，设计和组合了三相交流异步电动机正转和反转的仿真模型。
仿真结果证明了控制方法的有效性，并且为其他交流异步电动机的设计提供了基本的设计理论的简单构型。
随着近年来电力电子工业和计算机科技的迅速发展，交流异步电动机赖于其结构简单，运行可靠，过载能力强，维护方便等优点逐渐应用于工业生产中的各个领域，并获得了广泛的接纳认可以及好评。
笔者仅仅基于简单的模块进行建模与仿真，从仿真模型中得出与实际理论相符合的情况，最终达到理论与实践相结合的目的。
一：三相交流电源模块设置以上为A项，相应的B、C两相相位分别改为120度、240度。
二：异步电动机参数设计设置转子以鼠笼式模块（squirrel-cage）进行连接，输出三相电流内部短路。
参考坐标系选用静止坐标系（stationary）。
异步电机的一切参数设置基于国家工频。
三：分路器设置其中包含：（1）定子三相电流：is-a、is-b。
is-c；（2）转子三相电流：ir-a、ir-b、ir-c；（3）转速n=wm/2pi;（4）转矩Te;这些量也是仿真中最后需要观察和分析的数据量。
四：完整的三相交流异步电机simulink模型异步电机simulink仿真模型1：仿真中必须有powergui模块。
其作用是：（1）：可以显示系统稳定状态的电流和电压以及电路以及所有的状态变量值；（2）：为了执行仿真，其可以允许修改初始状态值；（3）：可以执行负载的潮流计算，可以初始化包括三相电机在内的三相网络，三相电机的简化模型为同步电机或异步电机。
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。
基于MATLAB-SIMULINK三相感应电机软启动器的设计与仿真论文
三相异步电动机运转中电源的一相断线，使电动机在严重不对称电压下运行，称为断相运行。断相后其气隙磁场由原来的圆形旋转磁场变为幅值变动的非恒速旋转椭圆形磁场，在噪声很大的车间或井下难以辨别电动机是否正常运转，由于没有足够的重视，常常使电动机烧毁。因此，有必要设置断相保护装置。
由于是交流供电系统，不能通过检测电流是否为零来检测是否断相。对于三相对称电源，相位互差120度，输出定子三相电流之间也存在相位差。所以可以检测是否有两相电流同时为零来检测是否断相。
7.2仿真结果16
7.3结果分析20
八、结语20
九、参考文献22
一、项目背景
感应电动机以其结构简单、运行可靠、维护方便、效率较高、价格低廉等优势得以在工业生产中广泛应用。但是感应电动机的启动性能较差，启动瞬时电流冲击很大，可高达额定电流的10倍以上，且启动冲击转矩也很大，加速了电机的老化及机械损坏，对电机本身及其拖动设备的使用寿命有很严重的影响。同时也会对电网造成冲击，使供电电网产生较大的波动，从而影响同一电网中其他设备的正常工作。除此之外，如果发生缺相或欠压，则极易造成电动机烧毁。
图4-3同步信号提取电路
4.3、电流采样电路的设计
由于主要采用限流与斜坡升压软启动相结合的控制方案，软启动器工作时的主要任务是控制主回路的电流，因此要对电路进行监控控制。电路中须有电流检测电路实现电流反馈控制。这部分电路主要由电流传感器电路、绝对值电路、电压比较电路组成。
4.3.1电流传感器电路
输入主电路
电机启动的主电路采用有三组反并联晶闸管构成的三相交—交变频电路，采用同步电压检测环节来检测相电压的过零点，检测结果作用于单片机，以实现对加在感应电机上的电压进行控制。利用电流反馈检测环节，将启动电流反馈给单片机，单片机通过一定的算法改变输出电压的数字量，从而改变作用于驱动电路的模拟信号电压值，达到改变晶闸管触发角，实现调节作用于电机定子的电压，当反馈电流大于电流限定值时，触发角维持原值，不再改变直至电流减小到限定值后，继续升压直至全压。
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。
课程设计--基于MATLABsimulink的三相交流异步电机正转和反转建模
基于MATLAB/simulink的三相交流异步电机正转和反转建模与仿真姓名：李鹏程学号：031040525专业：电气工程及其自动化完成日期：2012年12月18日[摘要] 在MATLAB/simulink环境下，设计和组合了三相交流异步电动机正转和反转的仿真模型。
仿真结果证明了控制方法的有效性，并且为其他交流异步电动机的设计提供了基本的设计理论的简单构型。
随着近年来电力电子工业和计算机科技的迅速发展，交流异步电动机赖于其结构简单，运行可靠，过载能力强，维护方便等优点逐渐应用于工业生产中的各个领域，并获得了广泛的接纳认可以及好评。
笔者仅仅基于简单的模块进行建模与仿真，从仿真模型中得出与实际理论相符合的情况，最终达到理论与实践相结合的目的。
一：三相交流电源模块设置以上为A项，相应的B、C两相相位分别改为120度、240度。
二：异步电动机参数设计设置转子以鼠笼式模块（squirrel-cage）进行连接，输出三相电流内部短路。
参考坐标系选用静止坐标系（stationary）。
异步电机的一切参数设置基于国家工频。
三：分路器设置其中包含：（1）定子三相电流：is-a、is-b。
is-c；（2）转子三相电流：ir-a、ir-b、ir-c；（3）转速n=wm/2pi;（4）转矩Te;这些量也是仿真中最后需要观察和分析的数据量。
四：完整的三相交流异步电机simulink模型异步电机simulink仿真模型1：仿真中必须有powergui模块。
其作用是：（1）：可以显示系统稳定状态的电流和电压以及电路以及所有的状态变量值；（2）：为了执行仿真，其可以允许修改初始状态值；（3）：可以执行负载的潮流计算，可以初始化包括三相电机在内的三相网络，三相电机的简化模型为同步电机或异步电机。
即，其在本仿真中起到的作用。
2：异步电动机模块，使用的是鼠笼式转子，输出三项电流再其内部短路，采用静止坐标系，有利于波形的观察和分析。
3：总线选择器（bus slecter）：一路总线输入后多路输出，方便波形的检测。
基于MATLAB的三相鼠笼式交流异步电动机制动仿真
基于MATLAB的三相鼠笼式交流异步电动机制动仿真
三相鼠笼式交流异步电动机是一种常见的工业电动机，具有结构简单、运行可靠、接线便捷等特点。
为了更好地了解鼠笼式交流异步电动机的制
动过程，可以使用MATLAB软件进行仿真研究。
首先，我们需要建立鼠笼式交流异步电动机的数学模型。
这个模型是
基于电动机的物理特性和电路等参数建立的，可以描述电动机的运行情况。
通常，鼠笼式交流异步电动机的数学模型可以分为电磁部分和机械部分两
部分。
在电磁部分，我们可以利用磁动势方程描述电动机的电磁特性。
首先，我们可以根据电动机的电路参数计算出定子电压、电流和电动势等相关参数。
然后，根据电动势方程，我们可以计算出电动机的磁链和电磁转矩。
在机械部分，我们可以利用转矩方程描述电动机的机械特性。
根据载
荷特性和电动机的转速、转矩、惯性等参数，我们可以计算出电动机的机
械转矩和转速。
在建立了鼠笼式交流异步电动机的数学模型之后，我们可以使用MATLAB软件进行仿真研究。
根据实际需求，我们可以设置不同的仿真条
件和参数，如电机参数、工作状态、负载特性等。
然后，我们可以运行仿
真程序，得到电动机在不同工况下的运行情况和性能指标。
通过仿真研究，我们可以得到电动机的速度-转矩特性曲线、电流-转
矩特性曲线、功率-转矩特性曲线等数据，从而更好地理解电动机的工作
原理和性能。
总之，基于MATLAB的三相鼠笼式交流异步电动机制动仿真可以帮助研究人员深入了解电动机的运行特性和性能，提供了一种快捷有效的研究方法。
同时，这种仿真方法也可以用于电动机的设计优化和性能改进。
基于matlab simulink的异步电动机交流调速系统模型设计及仿真
………………………. …………. …………………山东农业大学 毕 业 论 文 基于Matlab/Simulink 的异步电动机交流调速系统模型设计及仿真 院 部 机械与电子工程学院 专业班级 电气工程及其自动化3班 届 次 20**届 学生姓名 学 号 指导教师 二0**年六月一日装订线……………….……. …………. …………. ………目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 研究目的及意义 (1)1.1.1 研究目的 (1)1.1.2 研究意义 (1)1.2 研究的背景 (1)1.3 国内外研究现状 (1)1.4 研究方法 (2)2 异步电动机的调速系统 (2)2.1 异步电动机调速系统的分类 (2)2.2 异步电机调速原理简介 (3)2.2.1 变极电动机 (3)2.2.2 变频调速 (3)2.2.3 转子串电阻调速 (3)2.2.4 调压调速 (3)2.3 各种异步电机调速的特点 (3)2.3.1 变极调速方法 (3)2.3.2 变频调速方法 (3)2.3.3 转子串电阻调速方法 (4)2.3.4 调压调速的方法 (4)3 异步电机调压调速模型设计 (4)3.1 异步电机调压调速的原理 (4)3.2 速度负反馈的交流调压调速系统 (5)3.3 调压调速系统的组成部分 (6)3.3.1 三相交流调压器 (6)3.3.2 同步脉冲触发器 (7)3.3.3 反馈环节 (7)4 三相交流调压调速系统的matlab仿真 (9)4.1 matlab简介 (9)4.2 Simulink库介绍 (9)4.3系统建模与仿真 (11)4.3.1 三相电源的建模及参数设置 (11)4.3.2 同步流脉冲触发器的建模与参数的设置 (12)4.3.3 三相交流调压电路的建模与参数设置及仿真 (13)4.3.4 电机模块的建模与参数设置 (14)4.3.5 转速反馈环节及给定环节的建模及参数设置 (15)4.4 带转速负反馈的三相交流调压调速系统的连接图 (15)4.5 仿真结果与分析 (15)5 结论 (19)参考文献 (21)致谢 (22)附录 (23)ContentsAbstract ........................................................................................ 错误！未定义书签。
基于SIMULINK的异步电机的建模与仿真
信息工程系电力拖动自动控制论文题目: 基于SIMULINK的异步电机的建模与仿真专业：电气工程及其自动化班级：K0309414学号：K030941410学生姓名：蔡泉权指导教师：耿东山2012 年 6 月 1 日基于SIMULINK 的异步电机的建模与仿真摘 要 利用MATLAB 软件中的动态仿真工具SIMULINK ，构建异步电机的仿真模型，并通过实验验证了所建电机模型的可行性、实用性。
关键词 异步电机 建模 仿真 MATLAB ／SIMULINK1 引言随着电力电子技术的飞速进步和交流电机调速理论的不断深入。
异步电机的应用日益广泛。
然而异步电机是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。
通过坐标变换，可以消除瞬变过程中的周期性时变系统和降低方程的阶数，从而简化数学模型，基于这种观念，利用计算机仿真技术去建模既省时又直观。
本文采用异步电机基于两相静止坐标系下的数学模型，结合坐标变换，利用MATLAB 软件中的动态仿真SIMULINK ，建立异步电机的仿真模型。
并通过实例进行实时仿真。
2 基于静止坐标系下异步电机数学模型异步电机的数学建模方法是将三相电机转换成两相电机，按两相电机建模。
2．1 电压矩阵方程异步电机在两相静止坐标系中的电压矩阵方程为式中，u α1，u β1分别是异步电机在α、β轴上定子电压分量；u α2，u β2分别是异步电机在α、β轴上转子电压分量；i α1，i β1分别是异步电机在α、β轴上定子电流分量；i α2，i β2分别是异步电机在α、β轴上转子电流分量；R 1、R 2分别为定、转子电阻；L 1、L 2分别为定、转子电感；L m 为互感；s 为微分算子；ω为转子角速度特别地，对于笼型电机转子侧电压为零。
2．2 三相－二相变换三相对称静止绕组，通以三相平衡的正弦电流，产生合成磁动势，以同步转速旋转，则此三相称为三相静止坐标系。
两相静止绕组，它们在空间互差90度电角度，且通入时间上互差90度的两相电流，也产生与上相同的磁动势，则把此两相称为两相静止坐标系。
基于SIMULINK的异步电机的建模与仿真
基于SIMULINK的异步电机的建模与仿真摘要利用MATLAB软件中的动态仿真工具SIMULINK，构建了异步电机的仿真模型，并通过实验验证了所建电机模型的可行性、与实用性。
关键词异步电机建模仿真MATLAB／SIMULINK1 引言随着电力电子技术的飞速进步和交流电机调速理论的不断深入。
异步电机的应用日益广泛。
然而异步电机是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。
通过坐标变换，可以消除瞬变过程中的周期性时变系统和降低方程的阶数，从而简化数学模型，基于这种观念，利用计算机仿真技术去建模既省时又直观。
本文采用异步电机基于两相静止坐标系下的数学模型，结合坐标变换，利用MATLAB软件中的动态仿真SIMULINK，建立异步电机的仿真模型。
并通过实例进行实时仿真。
2 基于静止坐标系下异步电机数学模型异步电机的数学建模方法是将三相电机转换成两相电机，按两相电机建模。
2．1电压矩阵方程异步电机在两相静止坐标系中的电压矩阵方程为式中，uα1，uβ1分别是异步电机在α、β轴上定子电压分量；uα2，uβ2分别是异步电机在α、β轴上转子电压分量；iα1，iβ1分别是异步电机在α、β轴上定子电流分量；iα2，iβ2分别是异步电机在α、β轴上转子电流分量；R1、R2分别为定、转子电阻；L1、L2分别为定、转子电感；L m为互感；s为微分算子；ω为转子角速度特别地，对于笼型电机转子侧电压为零。
2．2三相－二相变换三相对称静止绕组，通以三相平衡的正弦电流，产生合成磁动势，以同步转速旋转，则此三相称为三相静止坐标系。
两相静止绕组，它们在空间互差90度电角度，且通入时间上互差90度的两相电流，也产生与上相同的磁动势，则把此两相称为两相静止坐标系。
若它们的磁动势空间位置一致、幅值和转速相等，故可认为这两种坐标系等效。
三相－两相的转换矩阵如下：2．3转矩和运动方程转矩方程式为：式中p n为电机的极对数；J为电机的转动惯量；T l为负载转矩。
基于matlab对电机的模拟三相异步电机调速性能分析模拟
摘要现代交流调速技术被誉为20世纪后期人类社会重大技术进步之一,在电机电气传动领域产生了巨大的社会效益.进入21世纪,交流调速技术继续作为电气传动系统的主要研究课题之一。
MATLAB是新一代的科学与工程计算软件，已经成为全球应用最广泛最流行的软件之一。
现在的MATLAB已经不仅仅是一个矩阵实验室，它已经成为了一种具有广泛应用前景的全新的计算机高级编程语言，它在高校和研究部门扮演着重要的角色。
MATLAB不仅具有传统的交互编程功能，而且提供了丰富可靠的矩阵运算、图形绘制、数据处理、信号与图象处理等工具，其功能也越来越强大。
本文运用MATLAB模拟三相异步电机调速特性，使繁琐的数学处理工作的效率大大加快。
计算确定电机的磁路、参数、运行性能和起动性能的计算。
并做出相对应的实验，验证所得参数的正确性。
通过电磁计算所得的电机性能指标必须符合国家标准或设计任务书的要求，否则应进行调整。
在电磁计算过程中一般选择若干个不同的方案同时进行，然后通过分析比较选择最佳方案。
说明MATLAB非常适合电气设计的仿真实验。
关键词：MATLAB；仿真Simulink；交流调速AbstractThe modern AC variable speed technology known as the late 20th century, human society is one of major technological advances in the field of electric drive motors produce enormous social benefits. Into the 21st century, AC variable speed electric drive system to continue as a major research topic one. MATLAB is a new generation of scientific and engineering computing software, has become the world's most widely used as one of the most popular software. MATLAB now has more than just a matrix laboratory, it has become a broad prospect of new high-level computer programming language, its universities and research play an important role. MATLAB not only traditional interactive programming capabilities, and provides a rich and reliable matrix operations, graphics rendering, data processing, signal and image processing tools, and its function more and more powerful. In this paper, MATLAB simulation of three-phase induction motor drive characteristics, so that the complicated mathematical treatment efficiency greatly accelerated. Determine the motor's magnetic circuit calculation, parameters, performance and starting performance calculation. And make corresponding experiments to verify the correctness of derived parameters. Calculated by electromagnetic motor performance indicators must comply with national standards or requirements of the design plan, or should be adjusted. Electromagnetic calculation generally select a number of different programs simultaneously, and then choose the best option analysis and comparison. Description MATLAB is designed for electrical simulation.Keywords: MATLAB; simulation Simulink; AC variable speed目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................... I I 第1章引言. (1)1.1引言 (1)1.2异步电机概述 (2)1.3系统仿真技术概述 (2)1.4仿真软件的发展状况与应用 (3)1.5MATLAB概述 (3)1.6Simulink概述 (5)1.7小结 (6)第2章三相异步电机原理 (7)2.1旋转磁场 (7)2.2同步转速 (8)2.3三相异步电动机的工作原理 (9)2.4三相异步电动机调速特性 (10)2.4.1变极调速 (10)2.4.2变频调速 (12)2.4.3调节转差能耗调速 (13)第3章仿真系统设计 (16)3.1系统对象 (16)3.2系统分块 (16)3.3系统仿真图 (18)3.3.1变频调速仿真图 (18)3.3.2转子绕组串电阻调速仿真图 (21)3.3.3调压调速仿真图 (24)第4章异步电动机转子绕组串电阻调速实验 (28)第5章结论 (31)参考文献 (32)致谢 (33)附录 (34)第1章引言1.1引言世界工业进步的一个重要因素是过去几十年中工厂自动化的不断完善。
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课程设计基于MATLABsimulink的三相交流异步电机正转和反转建模
基于MATLAB/simulink的三相交流异步电机正转和反转建模与仿
真
姓名：李鹏程
学号：
专业：电气工程及其自动化
完成日期： 12月18日
[摘要] 在MATLAB/simulink环境下，设计和组合了三相交流异步电动机正转和反转的仿真模型。
仿真结果证明了控制方法的有效性，而且为其它交流异步电动机的设计提供了基本的设计理论的简单构型。
随着近年来电力电子工业和计算机科技的迅速发展，交流异步电动机赖于其结构简单，运行可靠，过载能力强，维护方便等优点逐渐应用于工业生产中的各个领域，并获得了广泛的接纳认能够及好评。
笔者仅仅基于简单的模块进行建模与仿真，从仿真模型中得出与实际理论相符合的情况，最终达到理论与实践相结合的目的。
一：三相交流电源模块设置
以上为A项，相应的B、C两相相位分别改为120度、240度。
二：异步电动机参数设计设置。