三相异步电动机Matlab仿真.docx
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三相异步电动机Matlab仿真
三相异步电动机Matlab仿真
（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：
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（AsynchronousMachine）、电源模块（PowerSource）、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=110KW，Un=400V，fn=50Hz,Un=1487r/min,定子电阻Rs=0.02155Ω，定子电感Ls=0.000226H，转子电阻Rr=0.01231Ω，转子电感Ls=0.000226H，漏抗X1+X’2=0.254Ω,励磁互感Lm=0.01038H，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
VoltageSource
400v
1
2
M
AsynchronousMachine
SIUnits
110kw400v
1
3
V
VoltageMeasurement
1
4
Constant
500
1
5
Machines
Measurement
Demux
1
6
Selector
ia
2
7
Scope
2
8
Gain
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
（1）静态调试图如下，负载为零时。
（2）动态调试图，带负载运行时
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
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