电机大作业MATLAB仿真电机特性曲线.docx
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电机大作业MATLAB仿真电机特性曲线
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电机大作业
专业班级:
电气XXXX
姓名:
XXX
学号:
XXX
指导老师:
张威
精品资料
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一、研究课题(来源:
教材习题
4-18)
有一台三相四极的笼形感应电动机,
参数为PN
17kW、UN
380V(△联
结)、R1
0.715、X11.74
、R2
0.416、X2
3.03
、Rm
6.2、
Xm75
。
电动机的机械损耗
p
139W,额定负载时杂散损耗p
320W,
试求额定负载时的转差率、定子电流、定子功率因数、电磁转矩、输出转矩和效率。
二、编程仿真
根据T形等效电路:
运用MATLAB进行绘图。
MATLAB文本中,PNPN,UNUN,R1R1,
X1X1,R2R2,X2X2,RmRm,XmXm,ppjixiesunhao,
ppzasansunhao。
定子电流I11,定子功率因数Cosangle1,电磁转矩Te,效率Xiaolv。
1.工作特性曲线绘制
MATLAB文本:
R1=0.715;X1=1.74;Rm=6.2;Xm=75;R2=0.416;X2=3.03;pjixiesunhao=139;
pzasansunhao=320;p=2;m1=3;ns=1500;PN=17000;UN=380;fN=50;
Z1=R1+j*X1;
Zm=Rm+j*Xm;
fori=1:
2500
精品资料
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s=i/2500;
n0=ns*(1-s);
Z2=R2/s+j*X2;
Z=Z1+Zm*Z2/(Zm+Z2);
U1=UN;
I1=U1/Z;
I110=abs(I1);
Angle1=angle(I1);
Cosangle10=cos(Angle1);
P1=3*U1*I110*Cosangle10;
I2=I1*Zm/(Zm+Z2);
Pjixie=m1*(abs(I2))^2*(1-s)/s*R2;
V=(1-s)*pi*fN;
Te0=Pjixie/V;
P20=Pjixie-pjixiesunhao-pzasansunhao;
Xiaolv0=P20/P1;
P2(i)=P20;
n(i)=n0;
I11(i)=I110;
Cosangle1(i)=Cosangle10;
Te(i)=Te0;
Xiaolv(i)=Xiaolv0;
holdon;
end
figure
(1)
plot(P2,n);
xlabel('P2[W]');ylabel('n[rpm]');
figure
(2)
plot(P2,I11);
xlabel('P2[W]');ylabel('I1[A]');
figure(3)
plot(P2,Cosangle1);
xlabel('P2[W]');ylabel('gonglvyinshu');
figure(4)
plot(P2,Te);
xlabel('P2[W]');ylabel('Te[Nm]');
figure(5)
plot(P2,Xiaolv);
xlabel('P2[W]');ylabel('xiaolv');
精品资料
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(1)转速特性nf(P2)
(2)定子电流特性I1f(P2)
精品资料
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(3)定子功率因数特性cos1f(P2)
(4)电磁转矩特性Tef(P2)
精品资料
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(5)效率特性f(P2)
2.机械特性曲线绘制
1.改变U1值,实现降压调速:
U1=(380,330,260,200,150V)MATLAB文本:
R1=0.715;X1=1.74;Rm=6.2;Xm=75;R2=0.416;X2=3.03;pjixiesunhao=139;pzasansunhao=320;
m1=3;p=2;ns=1500;PN=17000;UN=380;fN=50;
Z1=R1+j*X1;
Zm=Rm+j*Xm;
U11=380;U12=330;U13=260;U14=200;U15=150;fork=1:
1:
5
ifk==1
U1=U11;
elseifk==2
U1=U12;
elseifk==3
U1=U13;
elseifk==4
U1=U14;
elseU1=U15
end
fori=1:
1:
2500
s=i/2500;
精品资料
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n0=ns*(1-s);
Z2=R2/s+j*X2;
Z=Z1+Zm*Z2/(Zm+Z2);
I1=U1/Z;
I2=I1*Zm/(Zm+Z2);
Pjixie=m1*(abs(I2))^2*(1-s)/s*R2;
V=(1-s)*pi*fN;
Te0=Pjixie/V;
n(i)=n0;
Te(i)=Te0;
end
plot(Te,n);
holdon;
end
xlabel('Te[Nm]');ylabel('n[rpm]');
降压调速时,临界转差率不变。
精品资料
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2.采用恒E1/f1控制,f1=(50,40,30,20,10Hz)
先求额定负载下转速nN:
由转速特性
可知PN17kW时,nN1470r/min。
MATLAB文本:
R1=0.715;X1=1.74;Rm=6.2;Xm=75;R2=0.416;X2=3.03;pjixiesunhao=139;pzasa
nsunhao=320;
m1=3;p=2;PN=17000;UN=380;fN=50;nN=1470;
ns=60*fN/p;
sN=1-nN/ns;
Z1=R1+j*X1;
Zm=Rm+j*Xm;
Z2N=R2/sN+j*X2;
Zmeq=Zm*Z2N/(Zm+Z2N);
E1N=abs(UN*Zmeq/(Z1+Zmeq));
f11=50;f12=40;f13=30;f14=20;f15=10;
fork=1:
1:
5
ifk==1
f1=f11;
elseifk==2
f1=f12;
elseifk==3
f1=f13;
elseifk==4
f1=f14;
精品资料
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elsef1=f15
end
fori=1:
1:
2500
s=i/2500;
ns=60*f1/p;
X21=X2*(f1/fN);
n0=ns*(1-s);
Z21=R2/s+j*X21;
E1=E1N*f1/fN;
I2=E1/(abs(Z21));
Pjixie=m1*I2^2*(1-s)/s*R2;
V=(1-s)*pi*f1;
Te0=Pjixie/V;
n(i)=n0;
Te(i)=Te0;
end
plot(Te,n);
holdon;
end
xlabel('Te[Nm]');ylabel('n[rpm]')
当恒磁通变频时,最大转矩不变。
3.采用恒U1/f1控制,基频之下:
f1=(50,40,30,20,10Hz)MATLAB文本:
R1=0.715;X1=1.74;Rm=6.2;Xm=75;R2=0.416;X2=3.03;pjixiesunhao=139;pzasansunhao=320;
m1=3;p=2;PN=17000;UN=380;fN=50;nN=1470;
f11=50;f12=40;f13=30;f14=20;f15=10;
精品资料
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fork=1:
1:
5
ifk==1
f1=f11;
elseifk==2
f1=f12;
elseifk==3
f1=f13;
elseifk==4
f1=f14;
elsef1=f15
end
fori=1:
1:
2500
s=i/2500;
ns=60*f1/p;
n0=ns*(1-s);
X11=X1*(f1/fN);
X21=X2*(f1/fN);
Xm1=Xm*(f1/fN);
Z1=R1+j*X11;
Zm=Rm+j*Xm1;
Z2=R2/s+j*X21;
Z=Z1+Zm*Z2/(Zm+Z2);
U1=UN*(f1/fN);
I1=U1/Z;
I2=I1*Zm/(Zm+Z2);
Pjixie=m1*(abs(I2))^2*(1-s)/s*R2;
V=(1-s)*pi*f1;
Te0=Pjixie/V;
n(i)=n0;
Te(i)=Te0;
end
plot(Te,n);
holdon;
end
xlabel('Te[Nm]');ylabel('n[rpm]');
精品资料
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随着频率减小,最大转矩变小。
4.采用恒U1/f1控制,基频之上:
f1=(50,60,70,80,90Hz)MATLAB文本:
R1=0.715;X1=1.74;Rm=6.2;Xm=75;R2=0.416;X2=3.03;pjixiesunhao=139;pzasansunhao=320;
m1=3;p=2;PN=17000;UN=380;fN=50;nN=1470;
f11=50;f12=60;f13=70;f14=80;f15=90;fork=1:
1:
5
ifk==1f1=f11;
elseifk==2f1=f12;
elseifk==3
f1=f13;
elseifk==4
f1=f14;
elsef1=f15
end
fori=1:
1:
2500
s=i/2500;
ns=60*f1/p;
n0=ns*(1-s);
X11=X1*(f1/fN);
精品资料
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X21=X2*(f1/fN);
Xm1=Xm*(f1/fN);
Z1=R1+j*X11;
Zm=Rm+j*Xm1;
Z2=R2/s+j*X21;
Z=Z1+Zm*Z2/(Zm+Z2);
U1=UN;
I1=U1/Z;
I2=I1*Zm/(Zm+Z2);
Pjixie=m1*(abs(I2))^2*(1-s)/s*R2;
V=(1-s)*pi*f1;
Te0=Pjixie/V;
n(i)=n0;
Te(i)=Te0;
end
plot(Te,n);
holdon;
end
xlabel('Te[Nm]');ylabel('n[rpm]');
基频之上,根据转矩公式,最大转矩先是反比于频率的一次方,然后反比于频率的二次方。
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三、总结
通过这次研究性学习我受益匪浅,其中最大的收获就是MATLAB软件的绘图
功能,知道如何编写程序绘制二维曲线。
另外,我更进一步的理解了感应电动机
运行特性曲线的走势和原因,有助于我对感应电动机的工作原理进一步的认识。
降压调速和变频变频调速是感应电机应用的很重要的一部分,对其深入的了解是
为之后在电气领域工作打好基础。
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