三相异步电动机调速机械特性仿真分析
异步电动机调速系统软件仿真实验
实验报告课程名称：机电一体化系统设计实验名称：交流异步电动机调速系统软件仿真专业班级：姓名：学号：指导教师：成绩：1.实验目的：熟悉SIMULINK环境；建立三相异步电动机恒压频比调速系统模型并仿真分析。
2.实验内容：设计并在simulinnk下搭建三相异步电动机恒压频比环调速系统3. 实验原理方案(10分)异步电机的调速有多种方法，转速开环恒压频比控制是交流电动机变频调速最基本的一种控制转速方式，在一般的变频调速装置里面都嵌入有这项功能，工作方式为恒压频比的调速方式能满足大多数场合交流电动机调速控制的要求，使用起来也相对方便，是通用变频器的基本模式。
但在低压时候需要一定的补偿电压，采用恒压频比控制，在基频以下的调速过程中的转差率会保持不变，电动机的所以会机械特性会相对较硬，电动机有较好的调速性能。
正选脉冲宽度调制三相逆变电路，是一种以三角波做载波的应用冲量等效原理而获得理想交流电源的电路装置，在调制比与载波比一定的条件下，通过调节外加直流电源的大小就可以获得在额定频率下产生额定电压的正选电压波，通过调节正弦波的频率就可以得到理想的电压频率波，而且调节输入正弦波的频率能得到线性的输出电压幅值。
MATLAB在电气领域中的运用随处可见，在这里可以运用MATLAB里的Simulink仿真出具体的模型，通过示波器来观察具体的波形，从而进行进一步的分析。
4. 实验实现方案(20分)首先采用三相双极性SPWM逆变电路产生三相交流电源，全控型器件可以选用IGBT，这样通过调节外加直流电源的大小便可获的理想的输出交流电压源幅值，然后通过改变给定的频率信号来改变异步电机的转速，基本模型如下图所示图1 调速系统模型图恒压频比变频调速系统基本原理结构如图2.7所示，系统由升降速时间设定环节，U—F曲线，SPWM调制和驱动等环节组成。
其中升降速时间设定环节G1用来限制电动机的升频速度，避免频率上升过快而造成电流和转矩的冲击，起到软启动控制的作用。
三相感应电动机(异步电机)特性研究报告(含MATLAB仿真)
电气工程学院感应电动机特性研究报告学号： 10291150姓名：指导教师：吴波研究时间： 2012.12.8—2012.12.18摘要异步电动机以其结构简单、运行可靠、效率较高、成本较低等特点，在日常生活中得到广泛的使用。
目前，电动机控制系统在追求更高的控制精度的基础上变得越来越复杂，而仿真是对其进行研究的一个重要手段。
MATLAB是一个高级的数学分析和运算软件，可用动作系统的建模和仿真。
在分析三相异步电动机物理和数学模型的基础上，应用MATLAB软件简历了相对应的仿真模型；在加入相同的三相电压和转矩的条件下，使用实际电机参数，与MALAB给定的电机模型进行了对比仿真。
全文分为五个部分，第一章对异步电机的应用发展做出了相关的描述，第二章对MATLAB仿真软件做了一定的介绍，从第三章到第四章则是对异步电动机的工作特性、机械特性、调速进行理论分析和仿真模拟以及仿真结果的分析。
第五部分利用Visual Basic6.0软件设计一个计算实用异步电机参数小程序。
经分析后，表明模型的搭建是合理的。
因此，本设计将结合MATLAB的特点，对三相异步电机进行建模和仿真。
关键词：异步电机数学模型MATLAB仿真VB设计AbstractAsynchronous motor with its simple structure, reliable operation, high efficiency, low cost, in everyday life are widely used. At present, the motor control system in pursuit of higher control precision on the basis of becomes more and more complex, and its simulation is an important tool in the study of. The MATLAB is an advanced mathematical analysis and calculation software, available action system modeling and simulation. On the analysis of the physics model and mathematics model of three-phase asynchronous motor based on MATLAB software application, resume the corresponding simulation model; in addition the same three-phase voltage and torque conditions, using the actual motor parameters, and MALAB given motor model were compared with simulation.The whole thesis is divided into five parts, the first chapter of the asynchronous motor application development of the corresponding description, the second chapter of the MATLAB simulation software to be introduced, from the third chapter to the fourth chapter is on the mechanical characteristics of asynchronous motors, speed control by theory analysis and simulation and the simulation results analysis of. The fifth part of a utility use of the Visual Basic6.0 software design asynchronous motor parameters calculated appletAfter analysis, show that the model built is reasonable. Therefore, the design will be based on the characteristics of MATLAB, the three-phase asynchronous motor modeling and simulation, the model is validated.Key words: asynchronous motor. mathematical model. simulation of MATLAB VB d esign目录第一章异步电动机的概述 (4)1.1 异步电动机的用途及分类1.2异步电动机的主要性能指标1.3异步电动机的基本工作原理1.4 三相异步电动机的运行特性第二章软件介绍及模型实现 (7)2.1 MATLAB简介2.2 MATLAB中的SIMULINK仿真模块的使用2.3 模型实现第三章三相异步电机机械特性的仿真 (10)3.1机械特性的表达式3.2 固有机械特性与人为机械特性3.3 基于MATLAB的异步电机机械特性仿真第四章异步电机调速特性仿真 (16)4.1 变频调速4.1.1变频调速原理及其机械特性4.1.2 基频以下变频调速4.1.3基频以上变频调速4.2 调压调速结论 (25)第一章异步电动机的概述1.1异步电动机的用途及分类根据电机的可逆原理，异步电机既可以作为电动机，也可以用作发电机。
三相异步电动机proteus仿真
三相异步电动机proteus仿真
（实用版）
目录
1.三相异步电动机的基本概念和结构
2.Proteus 仿真软件的介绍和应用
3.三相异步电动机在 Proteus 中的仿真步骤
4.仿真结果的分析和应用
正文
三相异步电动机是一种常见的电动机类型，其结构主要包括定子部分和转子部分。
定子部分由机座、定子铁心和定子绕组组成，转子部分则由转子铁芯和转子绕组构成。
三相异步电动机的工作原理是利用定子绕组中的交流电流产生旋转磁场，这个磁场会作用于转子铁芯上，使得转子铁芯产生转矩，从而驱动电动机的转子旋转。
Proteus 仿真软件是一款专门用于电子电路仿真的软件，它可以模拟各种电子电路的工作过程，并提供各种分析工具，帮助用户进行电路设计和优化。
在 Proteus 中进行三相异步电动机的仿真，首先需要创建一个三相异步电动机的模型，这个模型可以包括定子绕组、转子绕组、定子铁心、转子铁芯等部分。
然后，用户可以设置电动机的参数，例如电压、频率、电流等，并设置仿真时间。
在仿真过程中，Proteus 软件可以提供实时的波形图和数据分析，帮助用户了解电动机的工作状态和性能。
例如，用户可以通过波形图查看电动机的电压、电流、功率等参数的变化情况，并通过数据分析工具进行进一步的分析和优化。
仿真结果可以帮助用户验证电动机的设计和优化方案，并预测其在实际工作中的表现。
例如，用户可以通过仿真结果分析电动机的起动性能、负载能力、效率等指标，并根据分析结果进行进一步的设计和优化。
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双闭环三相异步电动机调压调速系统的仿真设计
吉林建筑大学城建学院课程设计报告题目名称双闭环三相异步电动机调压调速系统的仿真院（系）电气信息工程系课程名称电力拖动自动控制系统班级电气11-1学号*********学生姓名李林指导教师柏逢明起止日期2015.3.2-2015.3.13目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章双闭环三相异步电动机调压调速系统 (1)1.1设计原理 (1)1.2工作原理 (2)1.2.1 控制电路 (2)1.2.2 移相触发电路 (2)第2章设计方案 (3)2.1 主电路设计 (3)2.1.1 调压电路 (3)2.1.2 开环调压调速 (3)2.1.3闭环调压调速 (4)2.2 控制回路设计 (5)2.2.1转速检测环节和电流检测环节的设计 (5)2.2.2调速系统的静态参数分析 (9)2.3 触发电路设计 (11)第3章仿真设计 (12)3.1 调压电路 (12)3.1.1 调压电器的仿真模型 (12)3.1.2 参数的设定 (13)3.1.3电阻负载的仿真图形 (14)3.2 异步电动机带风机泵类负载开环调压调速模块 (15)3.2.1 参数设定 (15)3.2.2闭环调压 (18)结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)摘要调压调速是变转差率调速的一种。
由电机原理可知当转差率s基本保持不变时，电动机的电磁转矩与定子电压的平方成正比，因此，改变定子电压就可以得到不同的人为机械特性，从而达到调节电动机转速的目的。
改变加在定子上的电压是通过交流调压器实现的。
目前广泛采用的交流调压器由晶闸管等器件组成。
它是将三个双向晶闸管分别接到三相交流电源与三相定子绕组之间，通过调整晶闸管导通角的大小来调节加到定子绕组两端的端电压。
晶闸管三相交流调压电路的连结方式很多，各有其特点。
双闭环调压调速特性以前用饱和电抗器，现在广泛采用晶闸管调压电路。
在前面所述的开环系统的调速中，其机械特性软，调速范围较窄。
加转速负反馈系统环节后成了调压调速的闭环控制系统。
双闭环三相异步电动机调压调速的系统设计与仿真课程设计模板
第1章绪论1.1 双闭环三相异步电动机调压调速系统旳原理和构成调压调速即通过调整通入异步电动机旳三相交流电压大小来调整转子转速旳措施。
理论根据来自异步电动机旳机械特性方程式：其中，p为电机旳极对数；w1为定子电源角速度；U1为定子电源相电压；R2’为折算到定子侧旳每相转子电阻；R1为每相定子电阻；L11为每相定子漏感；L12为折算到定子侧旳每相转子漏感；S为转差率。
图1-1 异步电动机在不一样电压旳机械特性由电机原理可知，当转差率s基本保持不变时，电动机旳电磁转矩与定子电压旳平方成正比。
因此，变化定子电压就可以得到不一样旳人为机械特性，从而到达调整电动机转速旳目旳1.2 双闭环三相异步电动机调压调速系统旳工作原理系统主电路采用3个双向晶闸管，具有体积小。
控制极接线简朴等长处。
A.B.C为交流输入端，A 3.B3.C3为输出端，接向异步电动机定子绕组。
为了保护晶闸管，在晶闸管两端接有阻容器吸取装置和压敏电阻。
控制电路速度给定指令电位器BP1所给出旳电压，经运算放大器N构成旳速度调整器送入移相触发电路。
同步，N还可以得到来自测速发电机旳速度负反馈信号或来自电动机端电压旳电压反馈信号，以构成闭环系统，提高调速系统旳性能。
移相触发电路双向晶闸管有4种触发方式。
本系统采用负脉冲触发，即不管电源电压在正半周期还是负半周期，触发电路都输出负得触发脉冲。
负脉冲触发所需要旳门极电压和电流较小，故轻易保证足够大旳触发功率，且触发电路简朴。
TS是同步变压器，为保证触发电路在电源正负半波时都能可靠触发，又有足够旳移相范围，TS采用DY11型接法。
移相触发电路采用锯齿波同步方式，可产生双脉冲并有强触发脉冲电源（+40V）经X31送到脉冲变压器旳一次侧第2章双闭环三相异步电动机调压调速系统旳设计方案2.1 主电路设计调压电路变化加在定子上旳电压是通过交流调压器实现旳。
目前广泛采用旳交流调压器由晶闸管等器件构成。
它是将三个双向晶闸管分别接到三相交流电源与三相定子绕组之间通过调整晶闸管导通角旳大小来调整加到定子绕组两端旳端电压。
异步电机调压调速系统仿真
聂震 1310300235
孙敖 1310300312
负载转矩随之增大，在 1.6 秒内系统达到稳定状态。
4.结论
本次设计根据闭环调压调速，控制回路的设计， 调速系统的静态参数分析和 转速调节器及其结构的选择， 转速检测环节和电流检测环节的设计， 通过 MATLAB 仿真设计对异步电机调压调速系统进行了仿真和分析。参数的设定时，改变晶闸 管的触发角，可以得到不同的电机转速变化，通过对比分析发现，在触发角相同 电源电压不同的情况下，电源电压降低会引起转速的下降。从而可以得出结论， 异步电动机调压调速系统，就是通过速度的反馈值与速度的给定值进行对比，对 比后经 ASR 得到控制电压， 再将这个控制电压输入到触发装置，由触发装置输出 控制晶闸管的导通角， 以控制晶闸管输出电压的高低的原理来调节加在定子绕组 上电压的大小，从而调节电动机的转速。 通过 MATLAB 的仿真实验，对运动控制课程的学习有很大的帮助，可以很好 的通过实验对课程的学习加深理解。
3.仿真电路设计
3.1 调压电路 3.1.1 仿真设计
图 6 调压电路模型
3.1.2 参数设定 Frequency of synchronization voltages(hz)：同步电压频率（赫兹）50Hz Pulse width(degrees)：触发脉冲宽度（角度）10 Double pulsing：双脉冲触发。 RLC 负载的参数：电阻 100Ω，电感 0H，电容的值为 inf UA：峰值 220v,f 为 50Hz,初相位为 0° UB：峰值 220v,f 为 50Hz,初相位为-120° UC：峰值 220v,f 为 50Hz,初相位为 120° 3.1.3 电阻负载仿真波形 在电阻负载时三相交流调压器的输出电压波形如图 7 所示。其中图（a）为 α=45°时调压器输出的波形，图(b)为α=60°时调压器输出的波形。通过比较 （a)和 （b） 可以发现， 随着触发角的增加， 有三个晶闸管导通的区间逐步减小，
三相异步电动机变频调速与仿真
三相异步电动机变频调速与仿真作者：郭刚花来源：《科技资讯》2015年第19期摘要：该文从交流电机的变频调速技术入手来达到电机节能运行的目的，尝试设计出了一种以TMS320LF2407A DSP芯片为控制核心，（IPM）PM25RSB-120为主电路，并采用矢量控制理论的交流电机变频调速系统。
从仿真结果上看出这种控制思想能较为直观的对磁通和转矩进行控制进而达到调压、调速的目的。
关键词：数字信号处理器智能功率模块三相异步电动机矢量控制中图分类号：TM 343 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）07（a）-0118-02在当今世界发展潮流中，能源问题愈加凸显，电能作为消耗最多也浪费最多的能源中的一种，长久以来，各国学者专家把如何高效利用电能减少浪费作为研究课题；随着我国国民经济的飞速发展，电机应用于国民经济各个领域，推行高效的节能的电机保证电网稳定和安全运行、电能高效利用已成为必然趋势。
电机调速广泛存在于我们周围，其主要分类有直流电机和交流电机。
直流电机好控制，因此用在很多场合。
电力电子控制器件的发展、各种控制方法在应用上的逐步成熟，未来交流电机应用将远大于直流电机。
1 调速系统硬件电路的设计1.1 硬件概述基于TMS320LF2407A的总体硬件结构图如图1所示。
主电路选择交-直-交电压型变频器。
整流桥采用二极管三相整流全桥，逆变桥采用IPM作为功率器件，DC-link环节利用大电容滤波。
控制电路共两大部分，TMS320LF2407A DSP核心电路和其外部扩展电路。
1.2 逆变电路模块设计考虑到2～2.5倍的安全系数，可取耐压值为1 200 V。
考虑 2～2.5 倍的安全裕量，通态峰值电流取25 A。
因此，选用PM25RSB-120型IPM。
1.3 泵升电压限制电路设计由于电压型变频器很难实现再生制动，可用电阻Rb消耗电机制动过程中产生能量。
电机制动时，整流器与逆变器都工作在整流状态，此时电机发电，电容双向充电，DC环节的直流电压（泵升电压）就会变大，对此电压不限制，就可能击穿IGBT。
毕设论文--异步电动机SPWM变频调速原理与仿真分析
异步电动机SPWM变频调速原理与仿真分析摘要在分析SPWM原理的基础上，利用MATLAB/SIMULINK软件构造了SPWM调速系统的仿真模型并说明了规则采样法的可行性。
该模型主要利用S-函数模拟自然采样法和规则采样法的控制规则并应用电力系统工具箱构建逆变桥和电机，能够比较好的模拟真实的系统并实现变频调速的功能。
通过对仿真结果的分析，对比自然采样法和规则采样法控制性能的差异，得出了规则采样法在工程实际中应用的可行性。
关键词：SPWM，异步电机，MATLAB，仿真，规则采样法，自然采样法The Simulation and Analysis of the Fundmental Principle of Asynchronous Motor SPWM Speed AdjustingABSTRACTBase on analizing SPWM principle, the SPWM velocity modulation system's simulation model has been constructed by using the MATLAB/SIMULINK software.After analizing the results of simulation,the feasibility of the regular sample law is given out. This model mainly uses the S- function analogue natural sampling law and the regular sampling method control rule and construct inverter and machine ,this model can simulate the real system and realize the frequency conversion velocity modulation function. The simulation results is given out in this paper, though analizing the simulation results and constrasting the difference of the control performance of natural sampling law and regular sampling,the application feasibility of the regular sampling law in the project has been obtained.KEYWORDS: SPWM ,aynchronous motor,MATLAB,simulation, regular sampling law, ntural sampling law目录摘要 (I)ABSTRACT .................................................................................................................................................... I I 1 绪论 (1)1.1交流调速系统的发展 (1)1.2交流调速系统的基本类型 (2)1.2.1 异步电动机调速系统的基本类型 (2)1.2.2 同步电动机调速的基本类型 (4)2 Siulink 仿真基础 (5)2.1 Simulink简介 (5)2.1.1 Simulink 启动 (5)2.1.2 Simulink 组成 (5)2.1.3 仿真过程 (6)2.2 Simulink 模块库简介 (6)2.3电力系统工具箱简介 (6)2.4 S-函数简介 (6)2.4.1 S-函数的基本概念 (6)2.4.2 S-函数的使用 (7)2.4.3 与S-函数相关的一些术语 (7)2.4.4 S-函数的工作原理 (8)2.4.5 编写M文件S-函数 (9)3 异步电动机变压变频调速系统 (11)3.1概述 (11)3.2变压变频调速的基本控制方式 (11)3.2.1 基频以下调速 (11)3.2.2 基频以上调速 (12)3.3异步电动机电压－频率协调控制时的机械特性 (12)4 PWM控制技术 (15)4.1 正弦脉宽调制原理及其优点 (15)4.1.1 SPWM原理 (15)4.1.2 SPWM的优点 (18)4.1.3关于SPWM的开关频率 (19)4.2 同步调制和异步调制 (19)4.2.1 异步调制 (19)4.2.2 同步调制 (19)4.2.3 分段同步调制 (20)4.3 SPWM波形的生成 (20)4.3.1 自然采样法 (20)4.3.2 规则采样法 (21)5 异步电动机SPWM变频调速仿真系统的设计 (23)5.1自然采样法系统的设计 (23)5.1.1 三角波的生成 (23)5.1.2 自然采样法SPWM 脉冲的生成 (25)5.1.3 直流电源 (25)5.1.4 逆变器的设计 (25)5.1.5 系统总框图的设计 (26)5.2 规则采样法系统的设计 (26)5.2.1 规则采样法脉冲的生成 (26)5.2.2 规则采样法系统总框图的设计 (28)5.3仿真分析 (28)5.3.1 额定转速（50HZ）的波形 (29)5.3.2 性能对比分析 (30)致谢 (36)参考文献 (37)1 绪论1.1 交流调速系统的发展[1]直流电气传动和交流电气传动在19世纪先后诞生。
三相异步电动机proteus仿真
三相异步电动机proteus仿真（原创实用版）目录1.三相异步电动机的基本结构2.Proteus 仿真软件的介绍3.三相异步电动机在 Proteus 中的仿真步骤4.仿真结果的分析与讨论5.结论正文一、三相异步电动机的基本结构三相异步电动机是一种常见的交流电机，其定子部分包括机座、定子铁心和定子绕组。
定子铁芯作为电动机中磁路的一部分，定子绕组则放置在铁芯上。
转子部分通常为鼠笼型，由转子铁芯和转子绕组组成。
在三相交流电源的作用下，电动机产生转矩，实现机械能的转换。
二、Proteus 仿真软件的介绍Proteus 是一款电子设计自动化（EDA）软件，广泛应用于电子电路仿真、单片机系统开发和嵌入式系统设计等领域。
通过 Proteus 软件，用户可以轻松地创建和模拟电子电路，对电路进行分析和调试，缩短产品开发周期。
三、三相异步电动机在 Proteus 中的仿真步骤1.打开 Proteus 软件，创建一个新的项目；2.在元件库中，找到三相异步电动机的模型，将其放入工作区域；3.添加三相交流电源，设置合适的电压和频率；4.添加控制电路，如接触器、热继电器等；5.设置电动机的参数，如额定电压、额定频率、额定功率等；6.运行仿真，观察电动机的起动、运行和停止过程。
四、仿真结果的分析与讨论通过 Proteus 仿真软件，可以模拟三相异步电动机的工作过程，观察其起动、运行和停止等不同状态下的表现。
仿真结果可以帮助我们更好地理解电动机的工作原理，分析其性能参数，为实际应用提供参考。
五、结论本文通过介绍三相异步电动机的基本结构和 Proteus 仿真软件，阐述了如何在 Proteus 中进行三相异步电动机的仿真。
异步电机的变压调速matlab仿真
综合性设计型实验报告实验名称：三相异步电动机调压调速姓名：学号：专业：所在院系：指导教师：实验时间：综合性设计型实验报告系别：班级：2011 —2012学年第 1 学期学号姓名指导教师课程名称综合设计型实验课程编号062030227实验名称三相异步电动机调压调速实验类型综合设计型实验地点实验时间2011年12月13—24日实验内容：（简述）一、三相异步电动机转速电流双闭环调压调速系统仿真实验1.绕线形异步电动机转子串电阻时的人为机械特性仿真。
2异步电机开环调压调速系统特性仿真。
3.异步电机双闭环调压调速系统的特性仿真。
4.三相异步电动机的制动特性仿真实验目的与要求一、实验目的：了解三相异步电动机调压调速原理，熟悉三相异步电动机调压调速系统组成，运用Matlab仿真软件进行三相异步电动机调压调速系统开环、转速单闭环和转速、电流双闭环的仿真实验。
二、实验要求：1、了解并熟悉双闭环三相异步电机调压调速系统的原理及组成2、了解转子串电阻的绕线式异步电机在调节定子电压调速时的机械特性。
3、通过三相异步电动机的仿真，进一步理解交流调压调速系统。
设计思路：（设计原理、设计方案及设计流程）一、设计原理1.三相异步电动机调速原理对于可调速的电力拖动系统，工程上往往把它分为直流调速系统和交流调速系统两类。
所谓交流调速系统，就是以交流电动机作为电能—机械能的转换装置，并对其进行控制以产生所需要的转速。
三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。
交流异步电动机机械特性的参数表达式如下：变压调速是异步电动机调速方法中的一种，由三相异步电动机机械特性参数表达式可知，当异步电动机等效电路的参数不变时，在相同点的转速下，电磁转矩e T 与定子电压S U 的平方成正比，因此，改变定子外加电压就可以机械特性的函数关系，从而改变电动机在一定负载转矩下的转速。
2. 三相异步电动机的能耗制动原理将运行着的异步电动机的定子绕组从三相交流电源上断开后，立即接到直流电源上。
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。
三相异步电动机变频调速与仿真
工 业 技 术118科技资讯 SC I EN C E & TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N在当今世界发展潮流中,能源问题愈加凸显,电能作为消耗最多也浪费最多的能源中的一种,长久以来,各国学者专家把如何高效利用电能减少浪费作为研究课题;随着我国国民经济的飞速发展,电机应用于国民经济各个领域,推行高效的节能的电机保证电网稳定和安全运行、电能高效利用已成为必然趋势。
电机调速广泛存在于我们周围,其主要分类有直流电机和交流电机。
直流电机好控制,因此用在很多场合。
电力电子控制器件的发展、各种控制方法在应用上的逐步成熟,未来交流电机应用将远大于直流电机。
1 调速系统硬件电路的设计1.1 硬件概述基于TMS320LF2407A的总体硬件结构图如图1所示。
主电路选择交-直-交电压型变频器。
整流桥采用二极管三相整流全桥,逆变桥采用IPM作为功率器件,DC-link环节利用大电容滤波。
控制电路共两大部分,TMS320LF2407A DSP核心电路和其外部扩展电路。
1.2 逆变电路模块设计逆变电路采用IPM(Intelligent Power Module),有关IPM的优点前文已经做过介绍,在此主要是根据该文所控电机选用合适的IPM.逆变桥每个IGBT承受双向峰值电压为:V U U m 537380221 (1)考虑到2～2.5倍的安全系数,可取耐压值为1200V。
考虑 2～2.5 倍的安全裕量,通态峰值电流取25A。
因此,选用PM25RSB-120型IPM。
1.3 泵升电压限制电路设计由于电压型变频器很难实现再生制动,可用电阻Rb消耗电机制动过程中产生能量。
电机制动时,整流器与逆变器都工作在整流状态,此时电机发电,电容双向充电,DC环节的直流电压(泵升电压)就会变大,对此电压不限制,就可能击穿IGBT。
为此要给电动机提供一条降压路径。
IPM 自带制动单元,Br、B为其信号出入后, DSP通过图1中的两个10k的电阻 R1、 R2检测电容器端电压,测得电压高于正常直流电压一定倍数时,DSP 的 I/0 口发出信号,并经过光电隔离触发IGBT7,使其导通,从而使电容器储存的能量消耗在制动电阻上。
三相异步电动机变频调速
.一、三相异步电动机变频调速原理由于电机转速 n 与旋转磁场转速 n1接近，磁场转速 n1改变后，电机转速 n 也60 f 1可知，改变电源频率 f 1，可以调节磁场旋转，从就随之变化，由公式 n1p而改变电机转速，这种方法称为变频调速。
根据三相异步电动机的转速公式为60 f1n1 1 sn 1 sp式中 f 1为异步电动机的定子电压供电频率；p 为异步电动机的极对数；s为异步电动机的转差率。
所以调节三相异步电动机的转速有三种方案。
异步电动机的变压变频调速系统一般简称变频调速系统，由于调速时转差功率不变，在各种异步电动机调速系统中效率最高，同时性能最好，是交流调速系统的主要研究和发展方向。
改变异步电动机定子绕组供电电源的频率 f 1，可以改变同步转速n ，从而改变转速。
如果频率 f 1连续可调，则可平滑的调节转速，此为变频调速原理。
三相异步电动机运行时，忽略定子阻抗压降时，定子每相电压为U 1E1 4.44 f 1N 1k m m式中 E1为气隙磁通在定子每相中的感应电动势；f1为定子电源频率； N1为定子每相绕组匝数； k m为基波绕组系数，m为每极气隙磁通量。
如果改变频率 f 1，且保持定子电源电压U1不变，则气隙每极磁通m 将增大，会引起电动机铁芯磁路饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机，这是不允许的。
因此，降低电源频率 f 1时，必须同时降低电源电压，已达到控制磁通m 的目的。
.1、基频以下变频调速为了防止磁路的饱和，当降低定子电源频率 f 1时，保持U1为常数，使气每f 1极磁通m 为常数，应使电压和频率按比例的配合调节。
这时，电动机的电磁转[1][8]m 1 pU r 2r 21m 1 p U 1 2f 1ss 1T矩为222 f 1r 2 22 f 1r 2x 12r 1x 2r 1x 1 x 2ss上 式 对 s 求 导 ， 即dT ，有最大转矩和临界转差率为ds12U2f11111T m22 f 1 r 1222 2 f1f 1r 1 22r 1x 1 x 2r 1 x 1 x 2s mr 2由上式可知：当U1常数时，在 f 1 较高时，即接近额22f 1x 1 x 2r 1定频率时， r 1 = x 1 x 2 ，随着 f 1 的降低， T m 减少的不多； 当 f 1 较低时， x 1 x 2较小； r 1 相对变大，则随着 f 1 的降低， T m 就减小了。
异步电动机调速系统的仿真
1 绪论1.1 引言电动机是我们日常生活中必不可少的机械装置，本身不是一种能源，它实现的功能是电能和机械能之间的相互转换。
电动机根据不同的结构和性能，可以有许多分类的方法，平常通用的有两种分类方法有：按照功能分类与按照结构特点及电源种类分类。
按电源分类有直流和交流两种电机，交流电机又有同步和异步两种之分，共同点在于运行方式，但工作原理有很大的差别。
同步电动机主要作发电用而异步电动机主要做电动机用。
因为有着结构简单、运行可靠而被人们所欢迎。
随着今后工业的不断发展，人们必然加深对交流异步电动机的研究，将其优异的性能更加充分的发挥出来。
因此，交流异步电动机成为工业生产中不可或缺的一部分。
Simulink本身的作用就是一个仿真平台，这个平台我们既可在MATLAB环境下运行，又可以独立的使用，有很好的兼容性。
一般情况下，我们会在MATLAB环境下运行，因为可以借助其强大的计算功能，实现动态系统建模、仿真和综合分析。
Simulink的适用范围广泛、结构和流程也较为清楚、仿真接近实际、操作灵活简单。
在交流异步电机调速仿真系统中，利用Simulink环境下电力系统模块库中的元件模块仿真，通过仿真，可以深入了解和研究交流异步电动机调速系统的原理和性能。
通过这款仿真软件帮助，不但提高了工作效率，而且为我们节省了更多的时间和精力来用于科研项目。
1.2 本课题选题背景和意义电动机是我们生活中不可或缺的一部分，越来越多的地方会使用到电动机，电动机扮演的角色也越来越重要。
只有在额定负载的情况下电动机的运行效率才能最大化的发挥出来。
但是想要将其功能最大发挥，必须对其充分了解。
由于现实中必须考虑各种不确定因素，电动机不能理想运行，往往处于低效率的运行状态。
对于这种不理想的状态，最好的解决办法是通过调速系统的控制来解决。
所以，电动机的调速控制一直被国内外所重视。
因此在不同的运行环境下，电动机都有其相对于适合本环境的调速控制系统对其进行控制，这样才能发挥其应有的最大工作效率。
三相异步电动机的建模与仿真
运动控制论文课题：异步电动机数学模型和电压空间矢量PWM控制技术研究姓名：xxxxxxxxx专业：电气工程及自动化班级：电097学号：0912002167日期：2013年3月30日摘要由于直流调速的局限性和交流调速的优越性,以及计算机技术和电力电子器件的不断发展,交流异步电动机变频调速技术正在快速发展之中。
目前广泛研究应用的交流异步电动机调速技术有恒压频比控制方式，矢量控制，直接转矩控制等。
本论文中所讨论的异步电动机调速技术叫做空间矢量脉宽调制方法(SVPWM)。
相对于直接转矩控制,它有可连续控制,调速范围宽等显著优点。
本文首先对交流异步电动机的数学模型的建立进行了详细的分析和阐述，通过对交流异步电动机的动态电磁关系的分析以及坐标变换原理概念的介绍，逐步引出了异步电动机的数学模型和在不同坐标系上的数学模型表达方程式，指出了异步电动机的模型特点是一多变量、强藕合的非线性系统。
采用MATLAB /SIMULINK软件包,实现异步电动机动态数学模型的仿真。
仿真研究显示,该方法简洁、方便、实时交互性强,能充分融合到其它控制系统中,并具有良好地扩展性。
其次阐述了异步电动机电压空间矢量PWM控制技术的原理和矢量变换方法实现的步骤，据交流电机坐标变换及矢量控制理论提出了异步电机在任意同步旋转坐标系下仿真结构图的建模设想,得出了一种按转子定向磁场下的动态结构图,利用该结构图可以方便的构成电机的仿真模型,进行仿真计算。
然后运用MATLAB软件搭建模型进行仿真分析，结果表明电机有良好的稳、动态性能。
通过对仿真软件的应用也表明在进行复杂系统设计时运用仿真工具对设计进行仿真分析是行之有效的方法，可以提高系统设计效率，缩短系统设计时间，并能够较好的进行系统优化。
经试验表明，空间电压矢量调制的方法正确可行，可调高电压利用率和系统精度。
关键词：异步电动机；矢量控制；数学模型；仿真目录摘要 (2)第1章简介 (5)1.1 课题研究的意义 (5)1.2 交流调速的发展和现状 (5)1.3 本论文的主要工作 (6)第2章异步电动机的数学模型分析................................... 错误！未定义书签。
三相异步电机新模型及其仿真与实验
三相异步电机新模型及其仿真与实验1 引言近年来，由于电机控制技术和控制装置的发展，异步电动机的应用范围越来越广泛。
变频调速技术的不断完善，使得异步电动机也能应用于过去只能使用直流电动机的领域，并有逐渐取代直流电动机的趋势。
异步电动机的变频调速控制技术要求对异步电动机实施反馈控制，异步电动机的模型对能否获得正确的控制策略有很大的影响。
至今为止，在三相异步电动机的控制和故障诊断研究[1-3]中，绝大多数采用的是著名的PARK模型。
然而，PARK模型要在电机三相参数是对称状态时才是正确的。
当电机内部发生故障时，这个条件一般不满足。
实践证明：变频调速控制系统在电机內部故障时会产生无效甚至有害的控制后果。
电机模型不合适是重要原因之一。
很多学者为建立模拟三相异步电机內部故障的模型做了大量工作[4-5]，经典的是基于有限元计算得到的模型，这类模型可以对电机参数不对称的状态进行详细地模拟[4]。
但这类模型一般都很复杂,不适用于在线应用。
三相异步电动机还有另一种模型，即原始的相轴线模型（ABC坐标模型，方程式(1)，(2)）。
这种模型在电机三相参数不对称时仍然可以使用。
但是，这种模型的缺点是其部分参数随着电机定、转子间相对位置的变化而变化，是由一组线性变系数微分方程构成的模型。
从应用的角度来看，由于异步电机的转差，定、转子间的相对位置不断变化。
要在线检测定、转子间的相对位置并用到实时控制中去是困难的。
所以，在三相异步电动机的变频调速控制中没有采用这套模型。
针对这个问题，人们提出了很多方案[6-9]：如把不对称相等值成同其它绕组对称的绕组与一附加绕组之和的方法[6]；采用参数辨识的方法[7]等等。
但由于这些方法的基础仍是采用PARK模型，只是对其修修补补，因而效果不好。
笔者在从事三相异步电动机的故障诊断研究中，也遇到了没有合适的电机模型的问题。
通过对三相电机运行的物理机理的分析和研究，构造了一个变换函数[10]。
使用该变换函数，得到了三相异步电机的新模型。
实验1 三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性
实验一三相异步电机调压调速系统实验一、实验目的⑴了解并熟悉三相异步电机调压调速系统工作原理。
⑵了解转子串电阻绕线式异步电机的机械特性。
⑶初步了解三相异步电机调压调速闭环控制系统构成及静态特性。
二、实验所需仪器、设备三、实验线路及原理异步电动机采用调压调速时，由于同步转速不变和机械特性较硬，因此对普通异步电动机来说其调速范围很有限，无实用价值，而对力矩电机或线绕式异步电动机在转子中串入适当电阻后使机械特性变软其调速范围有所扩大，但在负载或电网电压波动情况下，其转速波动较大，因此常采用双闭环调速系统。
双闭环三相异步电机调压调速系统原理框图如图7-1所示，由主回路与控制回路构成。
主电路由三相晶闸管交流调压器及三相绕线式异步电动机组成。
控制部分由“速度调节器”、“电流调节器”、“转速变换”、“触发电路”、“正桥功放”等组成。
整个调速系统采用了速度、电流两个反馈控制环。
速度反馈控制环用于稳定电机转速，电机的转速随给定电压变化，电机最高转速由速度调节器的输出限幅所决定，成PI(比例积分)调节，“给定”恒定时，闭环系统对速度变化起到了抑制作用，当电机负载或电源电压波动时，电机的转速能稳定在一定的范围内变化。
电流反馈环用于抑制电网扰动和启动过程中限制最大电流的作用。
异步电动机调压调速系统结构简单，采用双闭环系统时静差率较小，且比较容易实现正、反转，反接和能耗制动。
但在恒转矩负载下不能长时间低速运行，因低速运行时转差功率P S=SP M全部消耗在转子电阻中，使转子过热。
在本实验中将异步电动机、直流发电机、光码盘测速系统同轴连接，DJK04上的“调节器I”做为“速度调节器”使用，“调节器II”做为“电流调节器”使用，控制三相晶闸管交流调压单元，从而完成异步电动机的加载、调压、反馈等性能测试。
图7-1 双闭环三相异步电机调压调速系统原理图四、实验内容⑴测定三相绕线式异步电动机转子串电阻时的机械特性。
⑵测定双闭环交流调压调速系统的静态特性。