异步电动机转差率间接控制matlab仿真
异步电机特性曲线matlab仿真
异步电动机的转矩-转速特性曲线1.异步电动机转矩—转速研究意义电动机作为重要的动力装置，已被广泛用于工业、农业、交通运输、国防军事设施以及日常生活中。
在轨道列车的牵引动力中电动机也是必不可少的，因此对电动机的控制也非常重要。
电机的控制包括电机的起动、调速和制动。
异步电动机由于具有结构简单、体积小、价格低廉、运行可靠、维修方便、运行效率较高、工作特性较好等优点，因而在电力拖动平台上得到了广泛应用。
据统计，其耗电量约占全国发电量的40%左右。
对于异步电动机的转矩—转速特性曲线则是我们实际控制效果的体现。
2.异步电动机的模型2.1异步电动机的稳态模型其中：Us—定子相电压；fs—定子频率；fsl—转差频率；Is、Ir、Im—分别为定子电流、折算到定子侧的转子电流和励磁电流；Eg—气隙磁通感应电动势；Er—折算到定子侧的转子感应电动势；s—转差率，s=fsl/fs.2.2. 异步电动机的转矩公式通过对运行状态的分析可以得到转矩的公式为：其中，m为相数，pn为极对数，sU为定子电压，Sf为同步频率，s为转差率， SR 为定子电阻，rR为转子电阻，lsX为定子漏感，lrX为转子漏抗。
3. MATLAB仿真数据及仿真结果截图3.1恒磁通时特性曲线在恒磁通时，Eg/fs=const，此时转矩T（N∙M）--转速n（r/s）的运行关系如下图所示。
其源程序如下：a=40;m=3;np=2;Rs=2.497;Rr=5.503;Ls=0.0217;Lr=0.0217;A=m*np/(2*pi);s=0.02:0.001:1;for n=(40:20:80);fs=n;n0=60*fs/np;n=n0-s.*n0;B=2*pi*Lr*fs;T=A*a^2*(Rr*fs*s./(Rr^2+B^2*s.^2));title('牵引异步电机的转矩-转速特性曲线')xlabel('电动机转速n/(r/s)')ylabel('电动机转矩T/(N*M)')plot(n,T,'r.')hold on;end3.2恒功率时的特性曲线恒功率时，Us=const，此时转矩T（N∙M）--转速n（r/s）的运行关系如下图所示。
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clcclearm1=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==1text(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endhold on;endxlabel('电磁转矩{\itT}/(N\cdotm)');ylabel('转速{\itn}/(r/min)');title('定子串电阻的机械特性曲线')grid on;hold on;%%绘制定子串电阻人为机械特性曲线r1p=r1;str_y=800;for i=1:length(n1);%%绘制正反相序的波形图，n=n1(i).*(1-s);for coef=1:3%%三条人为曲线r1p=r1p+1;%%串电阻的步进值T1=ns(i)*(m1*p*U1^2*r2)./s./(w1.*((r1p+r2./s).^2+(x1+x2)^2));plot(T1,n,'k-');hold on;if i==1str=strcat('r1=',num2str(int16(r1p)),'\Omega');str_y=str_y-150;text(max(T1),str_y,strcat('r1=',num2str(r1p),'\Omega'),'FontSize',9,'Color','black');endendend%%绘制降电压前的固有机械特性曲线figure(2);for i=1:length(n1);n=n1(i)*(1-s);T=ns(i)*(m1*p*U1^2*r2)./s./(w1.*((r1+r2./s).^2+(x1+x2)^2));plot(T,n,'--');if i==1text(max(T),800,strcat('U1=',num2str(int16(U1)),'V'),'FontSize',9,'Color','black');endhold on;endxlabel('电磁转矩{\itT}/(N\cdotm)');ylabel('转速{\itn}/(r/min)');title('降低定子电压的机械特性曲线')grid on;hold on;%%绘制降电压人为机械特性曲线str_y=800;for i=1:length(n1);n=n1(i).*(1-s);for coef=0.75:-0.25:0.25;U1p=U1*coef;T1=ns(i)*(m1*p*U1p^2*r2)./s./(w1.*((r1+r2./s).^2+(x1+x2)^2));plot(T1,n,'k-');if i==1str=strcat('U1=',num2str(int16(U1p)),'V');str_y=str_y-150;text(max(T1),str_y,str,'FontSize',9,'Color','black');endhold on;endend%%绘制定子串电抗前的固有机械特性曲线figure(3);for i=1:length(n1);n=n1(i)*(1-s);T=ns(i)*(m1*p*U1^2*r2)./s./(w1.*((r1+r2./s).^2+(x1+x2)^2));plot(T,n,'--');if i==1text(max(T),800,strcat('x1=',num2str(x1),'\Omega'),'FontSize',9,'Color','black');endhold on;endxlabel('电磁转矩{\itT}/(N\cdotm)');ylabel('转速{\itn}/(r/min)');title('定子串电抗的机械特性曲线')grid on;hold on;%%绘制定子串电抗的人为机械特性曲线x1p=x1;str_y=800;for i=1:length(n1);n=n1(i).*(1-s);for coef=1:3x1p=x1p+1.0;T1=ns(i)*(m1*p*U1^2*r2)./s./(w1.*((r1+r2./s).^2+(x1p+x2)^2));plot(T1,n,'k-');if i==1str=strcat('x1=',num2str(x1p),'\Omega');str_y=str_y-150;text(max(T1),str_y,strcat('x1=',num2str(x1p),'\Omega'),'FontSize',9,'Color','black');endhold on;endend%%绘制转子串电阻前的固有机械特性曲线figure(4);for i=1:length(n1);n=n1(i)*(1-s);T=ns(i)*(m1*p*U1^2*r2)./s./(w1.*((r1+r2./s).^2+(x1+x2)^2));plot(T,n,'--');if i==1text(max(T),800,strcat('r2=',num2str(r2),'\Omega'),'FontSize',9,'Color','black');endhold on;endxlabel('电磁转矩{\itT}/(N\cdotm)');ylabel('转速{\itn}/(r/min)');title('转子串电阻的机械特性曲线')grid on;hold on;%%绘制转子串电阻的人为机械特性曲线r2p=r2;str_y=800;for i=1:length(n1);n=n1(i).*(1-s);for coef=1:3r2p=r2p+0.75;T1=ns(i)*(m1*p*U1^2*r2p)./s./(w1.*((r1+r2p./s).^2+(x1+x2)^2));plot(T1,n,'k-');if i==1str=strcat('r2=',num2str(r2p),'\Omega');str_y=str_y-150;text(max(T),str_y,str,'FontSize',9,'Color','black');endhold on;endend3.仿真波形。
基于MATLAB的异步电机变频调速系统的仿真与分析
基于MATLAB的异步电机变频调速系统的仿真与分析1.引言随着工业自动化水平的不断提高，对电机变频调速系统的要求也越来越高。
异步电机是目前工业中最为常见的一种电机类型，其变频调速系统在工业生产中发挥着至关重要的作用。
通过变频调速系统，可以实现电机的精确控制和能耗优化，提高生产效率和降低运行成本。
对异步电机变频调速系统进行仿真与分析，对于工业生产具有重要意义。
MATLAB是一款功能强大的技术计算软件，具有丰富的工具箱和仿真功能，可以方便地进行电机系统的建模和仿真分析。
本文将基于MATLAB对异步电机变频调速系统进行仿真与分析，探讨其性能特点和优化方法。
2.异步电机变频调速系统的基本原理异步电机的变频调速系统是通过改变电机的输入频率和电压，从而控制电机的转速和转矩。
基本原理是利用变频器对电源进行调节，改变电机的供电频率和电压，以实现对电机转速的精确控制。
在变频调速系统中，一般采用闭环控制结构，通过反馈电机转速信息，控制变频器的输出频率和电压，从而实现对电机的精确控制。
还需要考虑电机的负载特性和动态响应特性，以保证系统稳定性和性能优化。
在MATLAB中，可以利用Simulink工具箱进行异步电机变频调速系统的建模。
首先需要建立电机的数学模型，包括电机的电气特性、机械特性和传感器特性等。
然后，在Simulink中建立闭环控制系统模型，包括电机模型、变频器模型和控制器模型等。
通过建立完整的系统模型，可以对异步电机变频调速系统进行仿真分析。
可以通过改变输入信号和参数，观察系统的动态响应和稳定性能，进而优化系统的控制策略和调速性能。
4.仿真与分析通过MATLAB对异步电机变频调速系统进行仿真与分析，可以得到系统的各项性能指标和特性曲线。
其中包括电机的转速-转矩特性曲线、电机的效率曲线、系统的响应时间和稳定性能等。
在仿真过程中还可以考虑不同的工况和负载情况，对系统进行多种工况的分析和评估。
通过对系统性能的综合分析，可以得到系统的优化方案和改进措施，提高系统的控制精度和能效性能。
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。
基于MATLAB的异步电机VVVF调速系统仿真
摘要:随着电力电子技术的发展，异步电机以其在变频调速方面的优点开始显现出来了，相对于直流电机有更加广泛的应用本论文主要介绍了异步电机的工作原理以及异步电机的调速方法。
通过改变频率、改变电源电压、改变极对数等方法来改变电机的转速，我是通过改变电机频率来达到改变电机转速的目的，本文还介绍了变频器的原理和PWM（pulse width modulation）变频器的工作原理。
同时通过运用Matlab/simulink系统对异步电机转速调节进行了开环闭环的仿真。
本论文对电机转矩转速观察为开环系统，但是在闭环系统中通过使用Matlab/simulink对系统闭环进行设计仿真，实现了调速，并观察到了电机转速、转矩改变的图像，并且分析了解了异步电机转速改变的原因和仿真过程中的条件等。
关键词Matlab 异步电机变频调速仿真Abstract:With the development of power electronics, the advantage of the variable frequency speed in asynchronous machine is compared with the DC motor , it is more widely used.The principle of asynchronous machine and its way of speed governing is main discussed in this paper. The speed of electrical motor is changed by changing frequency voltage, and numbers of pole-p[airs. This paper is based on changing frequency of the electrical motor, the principle of frequency converter and working theory about PWM(pulse width modulation)is also presented. The open-loop and closed-loop simulation of speed governing with asynchronous machine is achieved through the use of Matlab/simulink system.The observation to electrical motor speed and torque in this paper is the open-loop system, in a closed-loop system, Matlab/simulink is used to design and similated the closed-loop system speed changing is realized, the changing plot of speed and torque about the electrical motor and observed the changing image of torque and the speed about the electrical motor, is observed. the reason why asynchronous machine speed changes and parameters a selection of call the component during the simulation are analyzed.Understanding of the principle of the induction motor and speed control methods, there are three main methods Speed: (1) changing the frequency, (2) change to slip (3) changes the very few. This paper has taken to change the frequency of the ways to achieve the purpose of speed. At the same time also understand the principle of the inverter, and its scope of application.Key words Matlab asynchronous machine Frequency Control Simulation目录第一章绪论 (1)第一节电气传动技术的发展概况 (1)第二节普通交流异步电动机变频调速调速范围的问题 (2)第三节交流异步电动机的调速方式 (3)一、转子回路串电阻或阻抗调速 (3)二、定子调压调速 (3)三、串级调速 (4)四、变极调速 (4)五、变频调速 (4)第四节关于matlab仿真的相关内容 (5)第二章异步电机运行基本原理及其调速方法以及变量控制 (6)第一节异步电机运行基本原理 (6)第二节异步电机的电压方程和等效电路 (6)第三节异步电机的功率方程和转矩方程 (8)第四节异步电机的调速方法 (10)一、变极调速 (10)二、变频变压调速 (11)三、改变转差率来调速 (12)第三章逆变器工作原理和控制及其应用 (14)第一节变频器的工作原理 (14)第二节变频器控制方式 (14)一、正弦脉宽调制(SPWM)控制方式 (15)二、电压空间矢量(SVPWM)控制方式 (15)三、矢量控制(VC)方式 (16)四、直接转矩控制(DTC)方式 (16)五、矩阵式交—交控制方式 (16)第三节简单的三种变频器控制方式 (17)第四节变频器的实际应用 (18)第五节正弦波脉宽调制(SPWM)变频器 (19)一、 SPWM变频器的工作原理 (20)二、 SPWM变频器的同步调制和异步调制 (21)第四章 MATLAB基于VVVF对异步电机的调速仿真实现 (24)第一节关于Matlab软件的应用与操作 (25)一、 PWM模块的组成与仿真 (25)二、电机模块的仿真 (27)三、输出观察模块的仿真 (29)第二节开环调速系统仿真 (30)第三节闭环调速系统仿真 (35)一、闭环调速Matlab仿真主模块 (36)二、控制环节模块 (37)三、仿真结果 (41)总结和展望 (46)参考文献 (48)第一章绪论异步电机的工作原理？异步电机调速又是怎么样的呢？目前主要引用在那几个领域呢？以及异步电机的仿真又是什么呢？又是怎么去仿真的呢？对这些问题的初步说明将是这篇论文所要叙述的。
异步电机机械特性及MATLAB仿真
%********************转速n变化范围0~n1****************************** for n=0:n1; s=(n1-n)/n1; z=(r1+r2/s)^2+(x1+x2)^2; t=m1*u1^2*r2/s/k/z; plot(t,n,'-') hold on end end xlabel('转矩[N,m]');ylabel('转速[r/min]'); title('机械特性') grid on %************************设定x轴、y轴的间距 添加文字**************** axis([0 180 0 1600 ]) set(gca,'YTick',[0:100:1600]) gtext ('r1');gtext ('r2');gtext ('r3');gtext ('r4');gtext ('r1<r2<r3<r4');
三相异步电动机（绕线式）机械特性描述
1 本题假定频率不变，输入电压不变，改变转子电阻和输入电压时，观察机械特性变化 基础公式：
T em f { (SR 1 R 2 ) [ S(X
n1 n n1
2 Sm 1U 1 R 2 2 1
X
2
)] }
2
其中转差率 S
代入上式可以得到电磁转矩
Tem 和转速实时转速 n 的关系
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
% 设定参数如下： % 相数m1=3，极对数p=2，额定电压u1=380v， 额定频率f=50hz， %定子△型接法:额定转速n2=1458r/min % 定子电阻r1=1.375Ω, 转子电阻r2=1.2Ω, 正常运行时定子电抗x1=2.43Ω, 转子电抗x2=4.4Ω % 同步转速n1,转差率s %************************设定各个量数值********************* clc clear u1=380;f=50;r1=1.375;x1=2.43;x2=4.4;p=2;m1=3;n2=1458; n1=60*f/p; k=2*pi*f/p; %*******************转子电阻变化范围0.5~4.47****************** for i=1:4 if i==1 r2=0.5; elseif i==2 r2=1.2; elseif i==3 r2=2.1; elseif i==4 r2=4.047; end
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 (11)4 仿真结果 (15)5 结论 (16)参考文献 (17)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。
异步电动机直接转矩控制的MATLAB仿真研究
1 绪论
1.1 交流调速系统的主要类型
交流电机主要分为异步电机（即感应电机）和同步电机两大类，每类电机又有不同 类型的调速系统。 按电动机的调速方法分类常见的交流调速方法有： （1）降电压调速； （2）转差离合器调速； （3）转子串电阻调速； （4）绕线电机串级调速或双馈电机调速； （5）变极对数调速； （6）变压变频调速等等。 在研究开发阶段，人们从多方面探索调速的途径，因而种类繁多是很自然的。现在 交流调速的发展已经比较成熟，为了深入掌握其基本原理，就不能满足于这种表面上的 罗列，而要进一步探讨其本质，认识交流调速的基本规律。 电动机的能量转换类型 按照交流异步电机的原理，从定子传入转子的电磁功率可分成两部分：一部分是拖 动负载的有效功率，称作机械功率；另一部分是传输给转子电路的转差功率，与转差率 s 成正比。他们的公式关系见公式（1-1） 、 （1-2） 、 （1-3） 。 Pm = Pmech + Ps Pmech = (1 –s) Pm Ps = sPm
异步电动机的定子磁链模型 ………………………………………………………… 19 3.1 定子磁链模型 ………………………………………………………………… 3.2 转矩调节器与磁链调节器 …………………………………………………… 3.2.1 转矩调节器 …………………………………………………………… 3.2.2 磁链调节器 …………………………………………………………… 17 18 19 19
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异步电动机直接转矩控制 MATLAB 仿真研究
时） 。可是这类系统结构简单，设备成本最低，所以还有一定的应用价值。 ② 转差功率馈送型调速系统 在这类系统中， 除转子铜损外， 大部分转差功率在转子侧通过变流装置馈出或馈入， 转速越低，能馈送的功率越多，上述第（4）种调速方法属于这一类。无论是馈出还是 馈入的转差功率，扣除变流装置本身的损耗后，最终都转化成有用的功率，因此这类系 统的效率较高，但要增加一些设备。 ③ 转差功率不变型调速系统 在这类系统中，转差功率只有转子铜损，而且无论转速高低，转差功率基本不变， 因此效率更高，上述的第（5） 、 （6）两种调速方法属于此类。其中变极对数调速是有级 的， 应用场合有限。 只有变压变频调速应用最广， 可以构成高动态性能的交流调速系统， 取代直流调速；但在定子电路中须配备与电动机容量相当的变压变频器，相比之下，设 备成本最高[1]。
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异步电动机转差率间接控制matlab仿真
【摘要】本文对转差频率控制的异步电机矢量控制调速系统进行了研究分析和仿真。
使用matlab中的仿真工具箱simulink为基于转差矢量控制的异步电动机变频调速系统建立了仿真模型，给出了仿真结果。
【关键词】matlab仿真模型；simulink转差频率；矢量
1.引言
频调速的方法是异步电机最有发展前途的调速方法。
随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的不断发展，交流电机变频调速已经逐步取代直流电机调速，并经历了采用电压频率协调控制、转差频率控制、矢量控制以及直接转矩控制的发展过程。
其中，转差频率控制技术的采用，使变频调速系统在一定程度上改善了系统的静态和动态性能，同时它又比矢量控制方法简便，具有结构简单、容易实现、控制精度高等特点，广泛应用于异步电机的矢量控制调速系统中。
2.转差率控制的基本概念
由电力拖动的基本方程式：
（1-1）
根据基本运动方程式，控制电磁转矩Te就能控制dt。
因此，归根结底，控制调速系统的动态性能就是控制转矩的能力。
图1异步电动机稳态等效电路和感应电动势
电磁转矩关系式：
（1-2）
由图1.1异步电动机稳态等效电路图可知：
（1-3）
将（1-3）代入（1-2）中得：
（1-4）
将电机气隙电动势
代入式（1-4）得
（1-5）
令并定义为转差频率，其中：
为电机的结构常数，则式（1-5）可化为：
（1-6）
当电机稳定运行时，S值很小，可以认为，则转矩可近似表示为：
（1-7）
上式表明，在S很小的稳定运行范围内，如果能够保持气隙磁通不变，则有，从而控制了转差频率就相当于控制了转矩。
3.转差率控制规律
上面只是近似地找到了转矩与转差角频率的正比关系，可以用它表明转差角频率控制的基本概念。
但是这一正比关系必须有两个条件才能成立：首先转差角频率必须较小，即控制系统必须对限幅，使其满足（5）式中，。
这是转差角频率控制的基本规律之一。
对限幅的功能由转速调节器实现。
第2个条件是气隙磁通必须保持恒定。
异步电动机可以控制的量是定子电流I1，而I1中包含励磁电流分量I0和负载电流分量I’2，只有保持励磁电流分量I0恒定，才能使气隙磁通恒定。
而I0和I’2均难以直接测量，若能找到I0，I1和间的函数关系，当负载改变引起变化时，只要调节I1，使I0维持不变，问题便可以解决了。
通过电流调节器控制定子电流，以保持Φm恒定。
另一路按ωs+ω=ω1产生对应于定子频率ω1的控制电压Uω1，决定逆变器的输出频率。
4.仿真模型的搭建及参数设置
电机额定有功Pn=2238wW，额定电压Un=220v，额定频率fn=50Hz，定子电阻Rs=0.435Ω，定子漏感L1s=0.002H，转子电阻R’r=0.816Ω，转子漏感L’1r=0.02H，电机定转子互感Lm=0.069H，电机转动惯量J=0.089Kg.m2，摩擦系数F=0.05N.m.s，电机极对数p=2。
图2是转差频率间接矢量控制的调速系统仿真模型，下面介绍各部分的建模及参数设置过程。
仿真给定的定子转速为1400r/min时的空载启动的过程，其中电机的参数与第二章的相同。
该系统是一比较复杂的系统，收敛是仿真计算过程中经常出现的问题，对比各种计算方法，在启动0.35s时加载T=65N.M。
在仿真结果中，反映了在起动和加载过程中，异步电动机的转速，电流，和转矩的变化过程。
在起动中逆变器输出电压（线电压）逐步提高，转速不断上升，电流基本保持不变，异步电动机以给定的最大电流启动，在0.18秒时，转速稍有超调后就稳定在1400r/min，电流也下降为空载电流，逆变器输出电压也减小了。
电动机在加载后，电流和电压迅速上升，电动机转矩也随之增加，转速在略经调整后恢复不变。
也反映了电动机在启动过程中定子绕组产生的旋转磁场的变化状况。
还反映了各个控制模块输出信号波形的变化状况，经过2r/3s变换后的三相调制信号的幅值和频率在调节过程中是逐步增加的随频率的增加转速逐步提高，信号幅值的提高，保证了电动机电流在启动过程中保持不变。
此外，电动机在零状态启动时，电动机磁场有一个建立过程，在建立的过程中，磁场的变化是不规则的，这可引起转矩的大幅度变化。
由仿真波形图可见，通过矢量控制使电动机保持了恒转矩启动，并且改变ASR的输出限幅it*，最大转矩可以调节，为了减少仿真需要的时间，仿真中可以减小电动机的转动惯量，但是，过小的转动惯量，容易使系统发生振荡。
5.结论
交流变频调速的方法是异步电机最有发展前途的调速方法。
随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的不断发展，交流电机变频调速已经逐步取代直流电机调速，并经历了采用电压频率协调控制、转差频率控制、矢量控制以及直接转矩控制的发展过程。
其中，转差频率控制技术的采用，使变频调速系统在一定程度上改善了系统的静态和动态性能，同时它又比矢量控制方法简便，具有结构简单、容易实现、控制精度高等特点，广泛应用于异步电机的矢量控制调速系统中。
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