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三相异步电动机Matlab仿真.docx

1、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,

2、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 57 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

3、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(Asynchronous Machine)、电源模块(Powe

4、r Source)、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 =110 KW,Un =400 V,fn =50 Hz, Un =1 487 r/min, 定子电阻 Rs=0.02155,定子电感 Ls=0.000 226H,转子电阻 Rr=0.012 31,转子电感 Ls=0.000 226H,漏抗X1+X2=0.254,励磁互感 L m=0.010 38H,转动惯量 J=2.3kgm,摩擦系数F=0.05421Nms,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

5、件序号元件符号元件型号主要参数数量备注1U3-Phase Programmable Voltage Source400v12MAsynchronous MachineSI Units110kw 400v13VVoltage Measurement14Constant50015MachinesMeasurementDemux16Selectoria27Scope28Gain10四、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

6、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

7、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,20072 李维,matlab在电气中的应用.北京:中国电力出版社,20073 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,2007.25 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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