三相异步电动机直接启动matlab仿真
基于Matlab的三相异步电动机起动、调速和制动特性仿真
信息工程学院基于Matlab的三相异步电动机起动、调速和制动特性仿真摘要：异步电动机目前在日常生活中已得到广泛应用，其主要特点为结构简单、运行可靠、效率较高和成本较低。
为使其应用更加广泛且性能更加完善，有必要对其最基本的起动、制动和调速性能进行深入研究。
而随着电机研究的不断深入，仿真就成为对其进行研究的一个重要手段，其中Matlab软件以其方便、高效、直观的特点，广泛应用于异步电动机的仿真研究，方便快捷且节约资源，为解决一些复杂问题带来了极大的方便。
本文通过Matlab软件进行仿真，研究异步电动机起动、调速和制动的各种方法，以找到提高其性能的途径，并通过与理论相对比，验证了本文模型的有效性和正确性。
关键词：Matlab；仿真；异步电动机Simulation for Start-up ,Speed Control and Braking Character of Three-phase Asynchronous Motor Based onMatlabAbstract:Asynchronous motor has been widely used in our daily life at present, the main characteristics of simple structure, reliable operation, high efficiency and low cost. In order to make its application more widely and performance will be improved, it is necessary for the most basic starting, braking and speed regulating performance for further research. And with the research of motor, the simulation has become an important means to study, the Matlab software, with its convenient, efficient and intuitive features, are widely used in the simulation research of asynchronous motor is convenient and save resources, to solve some complex problems has brought great convenience.Based on the Matlab software simulation, the asynchronous motor starting, speed and braking methods, in order to find ways to improve its performance, and compared with the theory, proves the correctness and the effectiveness of the model. Key words:Matlab; simulation; asynchronous motor1 设计目的和意义1.1 概述在科学技术发展迅速的当今社会，电机已经成为生活中必不可少的一部分，为人们的生产生活提供了极大的方便。
三相异步电机矢量控制matlab仿真
目录1 设计任务及要求 (3)2 异步电动机数学模型基本原理 (3)2.1异步电机的三相动态数学模型 (3)2.2异步电机的坐标变换 (8)2.2.1三相-两相变换 (8)2.2.2静止两相-旋转正交变换 (9)3 异步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统 (10)3.1 按转子磁链定向矢量控制的基本思想 (10)3.2 以ω-is-ψr 为状态变量的状态方程 (10)3.2.1 dq坐标系中的状态方程 (10)3.2.2 αβ坐标系中的状态方程 (12)3.3 以w-is-Φr为状态变量的αβ坐标系上的异步电动机动态结构图 (13)3.4 转速闭环后的矢量控制原理框图 (14)3.5 转速闭环后的矢量控制系统结构图 (15)4 异步电动机矢量控制系统仿真 (16)4.1 仿真模型的参数计算 (16)4.2 矢量控制系统的仿真模型 (17)4.3仿真结果分析 (20)4.3.1 mt坐标系中的电流曲线 (20)5. 总结与体会 (22)参考文献 (22)1 设计任务及要求仿真电动机参数：R s=1.85Ω，R r=2.658Ω，L s=0.2941H，L r=0.2898H，L m=0.2838H，J=0.1284Nm·s2，n p=2，U N=380V，f N=50Hz。
采用二相旋转坐标系（d-q）下异步电机数学模型，利用MATLAB/SIMULINK完成异步电机的矢量控制系统仿真实验。
2 异步电动机数学模型基本原理交流电动机是个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。
在研究异步电动机数学模型的多变量非线性数学模型时，作如下假设：（1）忽略空间谐波，设三相绕组对称，在空间中互差120电角度，产生的磁动势沿气隙周围按正弦规律分布；（2）忽略磁路饱和，认为各绕组的自感和互感都是恒定的；（3）忽略铁心饱和；（4）不考虑频率变化和温度变化对绕组电阻的影响。
2.1异步电机的三相动态数学模型电动机绕组就等效成图2-1所示的三相异步电动机的物理模型。
交流调速matlab三相鼠笼电机启动仿真
交流调速技术三相鼠笼式异步电动机的启动姓名：罗亘易指导教师：吴学智摘要本研究报告通过进行matlab仿真，分析了在直流侧电压不足，进行三次谐波注入逆变供电的条件下，三相鼠笼式异步电动机的直接启动、降压启动、V/F控制启动的情形。
记录各启动方式的定子电流、转矩、转速和机械特性，并进行了对比总结。
关键词：异步电动机直接启动降压启动 V/F控制启动目录1.理论分析-----------------------------------------------------------------------------32.仿真设计-----------------------------------------------------------------------------43.数据记录与分析-------------------------------------------------------------------64.总结----------------------------------------------------------------------------------11理论分析)1(601s p f n -=22122122111e '()/'(/'2）x x s r s r s r pU f m T +++⨯=π22122121st '()'(）x x r r U I +++=直接启动易知直接启动时，起始转差率大，等效阻抗较小，电压不变的情形下直接启动电流大，启动转矩也较大。
当转速上升至接近额定值，转差率变小，等效阻抗变大，电流恢复正常设备简单，起始转矩大，所以启动快速。
但其过大的启动电流，会造成电网压降，影响其他用电设备的正常进行；过大的启动电流会使电机绕组发热，从而加速绝缘老化，影响电机寿命；起始转矩过大，机械冲击严重，严重破坏电机结构。
基于MATLAB-SIMULINK三相感应电机软启动器的设计与仿真论文
三相异步电动机运转中电源的一相断线，使电动机在严重不对称电压下运行，称为断相运行。断相后其气隙磁场由原来的圆形旋转磁场变为幅值变动的非恒速旋转椭圆形磁场，在噪声很大的车间或井下难以辨别电动机是否正常运转，由于没有足够的重视，常常使电动机烧毁。因此，有必要设置断相保护装置。
由于是交流供电系统，不能通过检测电流是否为零来检测是否断相。对于三相对称电源，相位互差120度，输出定子三相电流之间也存在相位差。所以可以检测是否有两相电流同时为零来检测是否断相。
7.2仿真结果16
7.3结果分析20
八、结语20
九、参考文献22
一、项目背景
感应电动机以其结构简单、运行可靠、维护方便、效率较高、价格低廉等优势得以在工业生产中广泛应用。但是感应电动机的启动性能较差，启动瞬时电流冲击很大，可高达额定电流的10倍以上，且启动冲击转矩也很大，加速了电机的老化及机械损坏，对电机本身及其拖动设备的使用寿命有很严重的影响。同时也会对电网造成冲击，使供电电网产生较大的波动，从而影响同一电网中其他设备的正常工作。除此之外，如果发生缺相或欠压，则极易造成电动机烧毁。
图4-3同步信号提取电路
4.3、电流采样电路的设计
由于主要采用限流与斜坡升压软启动相结合的控制方案，软启动器工作时的主要任务是控制主回路的电流，因此要对电路进行监控控制。电路中须有电流检测电路实现电流反馈控制。这部分电路主要由电流传感器电路、绝对值电路、电压比较电路组成。
4.3.1电流传感器电路
输入主电路
电机启动的主电路采用有三组反并联晶闸管构成的三相交—交变频电路，采用同步电压检测环节来检测相电压的过零点，检测结果作用于单片机，以实现对加在感应电机上的电压进行控制。利用电流反馈检测环节，将启动电流反馈给单片机，单片机通过一定的算法改变输出电压的数字量，从而改变作用于驱动电路的模拟信号电压值，达到改变晶闸管触发角，实现调节作用于电机定子的电压，当反馈电流大于电流限定值时，触发角维持原值，不再改变直至电流减小到限定值后，继续升压直至全压。
三相异步电动机在MATLAB下的建模与仿真
10.3969/j.issn.1000-0755.2014.10.002三相异步电动机在MATLAB下的建模与仿真何凯荣军吴管何飞谢涛（湖南理工学院信息与通信工程学院，湖南岳阳 414006）摘要：介绍了三相异步电动机的工作原理，重点研究了其在MA TLAB/Simulink中的建模思路，最后给出了仿真结果并对仿真结果进行了分析，为其在今后的实际应用打下了坚实的基础。
Modeling and Simulation of Three-phase Asynchronous Motor Based on MA TLABHe Kai Rong Jun Wu Guan He Fei Xie Tao(Department of Information and Communication Engineering,Hunan Institute of Science and Technology. Yueyang, Hunan)Abstract: This paper introduces the working principle of three-phase asynchronous motor, and mainly studies the modeling ideas in the MA TLAB/Simulink. Finally, the paper gives out the simulation results of three-phase asynchronous motor and analyzes the simulation results, so that laying a solid foundation for its practical application in the future.Key words: asynchronous motor; load operation; mechanical property; modeling0 引言异步电机相对于直流电机具有维护简单、体积小和重量轻等优点，广泛应用于工农业生产和生活中。
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。
基于MATLAB的三相鼠笼式交流异步电动机制动仿真
基于MATLAB的三相鼠笼式交流异步电动机制动仿真
三相鼠笼式交流异步电动机是一种常见的工业电动机，具有结构简单、运行可靠、接线便捷等特点。
为了更好地了解鼠笼式交流异步电动机的制
动过程，可以使用MATLAB软件进行仿真研究。
首先，我们需要建立鼠笼式交流异步电动机的数学模型。
这个模型是
基于电动机的物理特性和电路等参数建立的，可以描述电动机的运行情况。
通常，鼠笼式交流异步电动机的数学模型可以分为电磁部分和机械部分两
部分。
在电磁部分，我们可以利用磁动势方程描述电动机的电磁特性。
首先，我们可以根据电动机的电路参数计算出定子电压、电流和电动势等相关参数。
然后，根据电动势方程，我们可以计算出电动机的磁链和电磁转矩。
在机械部分，我们可以利用转矩方程描述电动机的机械特性。
根据载
荷特性和电动机的转速、转矩、惯性等参数，我们可以计算出电动机的机
械转矩和转速。
在建立了鼠笼式交流异步电动机的数学模型之后，我们可以使用MATLAB软件进行仿真研究。
根据实际需求，我们可以设置不同的仿真条
件和参数，如电机参数、工作状态、负载特性等。
然后，我们可以运行仿
真程序，得到电动机在不同工况下的运行情况和性能指标。
通过仿真研究，我们可以得到电动机的速度-转矩特性曲线、电流-转
矩特性曲线、功率-转矩特性曲线等数据，从而更好地理解电动机的工作
原理和性能。
总之，基于MATLAB的三相鼠笼式交流异步电动机制动仿真可以帮助研究人员深入了解电动机的运行特性和性能，提供了一种快捷有效的研究方法。
同时，这种仿真方法也可以用于电动机的设计优化和性能改进。
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。
基于Matlab的三相异步电动机起动、调速和制动特性仿真
基于Matlab的三相异步电动机起动、调速和制动特性仿真信息工程学院专业班级学生姓名学号设计题目基于Matlab的三相异步电动机起动、调速和制动特性仿真设计任务书设计要求：以matlab软件为平台，搭建三相异步电动机模型，要求如下：1）了解三相异步电动机的相关理论知识；2）掌握三相异步电动机的起动、调速、制动方法；3）掌握Matlab电力系统相关元件参数的设置，并完成仿真。
设计内容：1）三相异步电动机仿真图及各部分模块参数设置图；2）完成异步电动机常见的起动、调速、制动特性仿真；3）仿真运行结果及分析；4）根据设计报告模板要求撰写设计报告。
设计成果形式： 设计报告打印稿； 软件； 实物； 图纸； 其他时间安排时间设计内容2016.9.6-2016.9.8 指导教师与学生联系，下达设计任务2016.9.9-2016.9.23 进行方向设计2016.9.24-2016.9.29 撰写报告，完成方向设计，准备答辩指导教师签名：年月日学生签名：年月日基于Matlab的三相异步电动机起动、调速和制动特性仿真摘要：异步电动机目前在日常生活中已得到广泛应用，其主要特点为结构简单、运行可靠、效率较高和成本较低。
为使其应用更加广泛且性能更加完善，有必要对其最基本的起动、制动和调速性能进行深入研究。
而随着电机研究的不断深入，仿真就成为对其进行研究的一个重要手段，其中Matlab软件以其方便、高效、直观的特点，广泛应用于异步电动机的仿真研究，方便快捷且节约资源，为解决一些复杂问题带来了极大的方便。
本文通过Matlab软件进行仿真，研究异步电动机起动、调速和制动的各种方法，以找到提高其性能的途径，并通过与理论相对比，验证了本文模型的有效性和正确性。
关键词：Matlab；仿真；异步电动机Simulation for Start-up ,Speed Control and Braking Character of Three-phase Asynchronous Motor Based on Matlab Abstract:Asynchronous motor has been widely used in our daily life at present, the main characteristics of simple structure, reliable operation, high efficiency and low cost. In order to make its application more widely and performance will be improved, it is necessary for the most basic starting, braking and speed regulating performance for further research. And with the research of motor, the simulation has become an important means to study, the Matlab software, with its convenient, efficient and intuitive features, are widely used in the simulation research of asynchronous motor is convenient and save resources, to solve some complex problems has brought great convenience.Based on the Matlab software simulation, the asynchronous motor starting, speed and braking methods, in order to find ways to improve its performance, and compared with the theory, proves the correctness and the effectiveness of the model.Key words:Matlab; simulation; asynchronous motor1 设计目的和意义1.1 概述在科学技术发展迅速的当今社会，电机已经成为生活中必不可少的一部分，为人们的生产生活提供了极大的方便。
基于MATLAB-SIMULINK三相感应电机软启动器的设计与仿真
4.1、晶闸管的驱动电路设计
驱动电路核心采用TCA785集成芯片控制。
图4-1 TCA785移相触发器工作原理框图
由上图可以看出，TCA785由零点鉴别器ZD检测出其过零点后同步寄存器SR寄存，SR的零点寄存信号 控制锯齿波发生器RG，在每个正弦信号的过零点锯齿波发生器迅速放电并从初始值开始充电，改变10脚的外接电容或9脚的外接电阻值即可改变锯齿波的斜率。锯齿波电压与11脚控制电压进行比较，当锯齿波电压达到 幅度时产生一脉冲，生成控制信号送至输出逻辑网络LN，这是一个脉冲分配环节，由此可见，从这里可以看出控制角α的大小由控制电压 的幅度决定。
一、项目背景3
二、项目目的3
三、整体设计思路3
3.1、系统结构3
3.2、硬件电路设计4
四、模块电路设计5
4.1、晶闸管的驱动电路设计5
4.2、电压采样电路的设计7
4.3、电流采样电路的设计8
4.3.1 电流传感器电路8
4.3.2 绝对值电路9
4.3.4 保护电路的设计10
五、器件的选型11
5.1 晶闸管11
本文利用单片机系统,设计了三相感应电动机软起动器,给出了系统的硬件结构、软件设计思想,控制电路做了相关的介绍,具有较强的实用性。
此外,文中对三相感应电动机晶闸管交流调压软起动的主电路、控制系统硬件的设计进行了讨论,并建立了感应电动机晶闸管交流调压软起动的 MATLAB／SIMULINK 仿真模型,对软起动的控制方式进行了仿真研究。仿真结果表明,本软起动的控制方法可以有效地减小异步电动机起动时对电网的冲击。
图3-1软启动系统结构框图
3.2、硬件电路设计
硬件主电路的设计如下图所示：
图3-2 硬件主电路设计
三相异步电动机Matlab仿真..
中国石油大学胜利学院综合课程设计总结报告题目：三相异步电机直接启动特性实验模型学生姓名: 潘伟鹏系别: 机械与电气工程系专业年级: 20１２级电气工程专业专升本2班指导教师: 王铭2013年 6 月27日一、设计任务与要求普通异步电动机直接起动电流达到额定电流的6－-7倍，起动转矩能达到额定转矩的1.２5倍以上。
过高的温度、过快的加热速度、过大的温度梯度和电磁力，产生了极大的破坏力,缩短了定子线圈和转子铜条的使用寿命。
但在电网条件和工艺条件允许的情况下,异步电动机也可以直接启动。
本次课程设计通过MＡTLAB软件建模模拟三相异步电动机直接启动时的各个元器件上的电量变化。
参考：电力系统matｌab仿真类书籍电机类教材二、方案设计与论证三相异步电动机直接起动就是利用开关或接触器将电动机的定子绕组直接接到具有额定电压的电网上。
由《电机学》知三相异步电动机的电磁转矩M与直流电动机的电磁转矩有相似的表达形式。
它们都与电机结构(表现为转矩常数）和每级下磁通有关，只不过在三相异步电动机中不再是通过电枢的全部电流,而是点数电流的有功分量。
三相异步电机电磁转矩的表达式为：（1-1）式中——转矩常数——每级下磁通——转子功率因数式(１－1)表明,转子通入电流后，与气隙磁场相互作用产生电磁力,因此，反映了电机中电流、磁场和作用力之间符合左手定则的物理关系，故称为机械特性的物理表达式。
该表达式在分析电磁转矩与磁通、电流之间的关系时非常方便。
从三相异步电动机的转子等值电路可知，（１-2)(1－3) 将式（1－2)、(1-3)代入(1-1)得：(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。
matlab的三相异步电机 仿真实验
三相异步电机实验
院系：
班级：
姓名：
学号：
一、实验目的：
1.进一步的学习和了解MATLAB的功能；
2.三相异步电机的了解；
3.了解三相异步电动机直接启动的情况。
二、实验内容：
完成三相异步电机接额定电压直接启动情况下的动态仿真。
电机参数如下：，额定线电压380V，，
，定子电阻为3.478Ω，定子漏感为0.01254H，转子电阻为2.546Ω，转子漏感为0.01226H，励磁电感为0.3229H，转动惯量为0.0131，极对数为2。
三、实验过程：
1.搭建的电路实验图如下：
2.三相异步电机的具体参数截图如下：
三．仿真结果：
第一个示波器：三相异步电机定子启动电流
第二个示波器：电磁转矩
第三个示波器：转速
当异步电机直接接额定电压启动时，启动电流较大，最大电流峰值超过额定情况的5倍。
由于1s之前电机空载，所以当电机转速稳态时的空载同步转速为1500rpm，电磁转矩为0，空载电流有效值为2A。
当1s时突加额定转矩后，电流增大，电机转速降为额定转速，在稳态时电磁转矩仍然与负载转矩相等。
三相异步电机矢量控制matlab仿真 (2)
目录1 设计任务及要求 (3)2 异步电动机数学模型基本原理 (3)2.1异步电机的三相动态数学模型 (3)2.2异步电机的坐标变换 (8)2.2.1三相-两相变换 (8)2.2.2静止两相-旋转正交变换 (9)3 异步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统 (10)3.1 按转子磁链定向矢量控制的基本思想 (10)3.2 以ω-is-ψr 为状态变量的状态方程 (10)3.2.1 dq坐标系中的状态方程 (10)3.2.2 αβ坐标系中的状态方程 (12)3.3 以w-is-Φr为状态变量的αβ坐标系上的异步电动机动态结构图 (13)3.4 转速闭环后的矢量控制原理框图 (14)3.5 转速闭环后的矢量控制系统结构图 (15)4 异步电动机矢量控制系统仿真 (16)4.1 仿真模型的参数计算 (16)4.2 矢量控制系统的仿真模型 (17)4.3仿真结果分析 (20)4.3.1 mt坐标系中的电流曲线 (20)5. 总结与体会 (22)参考文献 (22)1 设计任务及要求仿真电动机参数：R s=1.85Ω，R r=2.658Ω，L s=0.2941H，L r=0.2898H，L m=0.2838H，J=0.1284Nm·s2，n p=2，U N=380V，f N=50Hz。
采用二相旋转坐标系（d-q）下异步电机数学模型，利用MATLAB/SIMULINK完成异步电机的矢量控制系统仿真实验。
2 异步电动机数学模型基本原理交流电动机是个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。
在研究异步电动机数学模型的多变量非线性数学模型时，作如下假设：（1）忽略空间谐波，设三相绕组对称，在空间中互差120电角度，产生的磁动势沿气隙周围按正弦规律分布；（2）忽略磁路饱和，认为各绕组的自感和互感都是恒定的；（3）忽略铁心饱和；（4）不考虑频率变化和温度变化对绕组电阻的影响。
2.1异步电机的三相动态数学模型电动机绕组就等效成图2-1所示的三相异步电动机的物理模型。
基于MATLAB的异步电动机仿真
由（2-1）式可得αβ坐标系电压方程
3.2.
本设计内容为以异步电动机在静止坐标系中 为状态变量的状态方程结构为核心，构建异步电动机仿真模型。
两相静止，将（3-4）式磁链方程代入（3-3）式电压方程可得静止坐标系 中状态方程为
4 软件介绍及模型实现
4.1
Matlab语言是Mathworks公司推出的当今国际上最为流行的软件之一。它自问世起，就以数值计算称雄，它的图形可视能力在所有数学软件中也是首屈一指的。Matlab提供了众多的工具箱，动态系统仿真工具Simulink是其主要工具箱之一，其主要功能是对动态系统做适当分析，从而在可以作出实际系统之前，预先对系统进行仿真和分析，并可以做适当地实时修正，提高系统的性能，减少系统修改时间，实现高效开发系统的目的。
（1）异步电机可以看作一个双输入双输出的系统，输入量是电压向量和定子输入角频率，输出量是磁链向量[5]和转子角速度。
（2）非线性因素存在于Φ1（•）和Φ2（•）中，即存在于产生旋转电动势er和电磁转矩Te两个环节上，还包含在电感矩阵L中，旋转电动势和电磁转矩的非线性关系和直流电机弱磁控制的情况相似，只是关系更复杂一些。
整理上式可得
又由于
则
转矩方程的三相坐标系形式
应该指出，上述公式是在线性磁路、磁动势在空间按正弦分布的假定条件下得出来的，但对定、转子电流对时间的波形未作任何假定，式中的i都是瞬时值。
因此，上述电磁转矩公式完全适用于变压变频器供电的含有电流谐波的三相异步电机调速系统。
2.2.
在一般情况下，电力拖动系统的运动方程式是
实际上，与电机绕组交链的磁通主要只有两类：一类是穿过气隙的相间互感磁通，另一类是只与一相绕组交链而不穿过气隙的漏磁通，前者是主要的。
基于MATLAB的三相异步电动机的软起动仿真与特性的研究
基于MATLAB的三相异步电动机的软起动仿真与特性的研究：对三相异步电动机的起动特性进行了分析，选用MATLAB 作为仿真软件，并提出了软起动措施，设计方案合理，在很大程度上改善了电机的性能，实用性很强。
：MATLAB、异步电机、软起动Abstract: This article analyses the start-up characteristic of three-phase asynchronou s motor,using MATLAB as simulating software,propose the soft starting way.Practical result shows,the designing project is reasonable,improving the performance of the three-phase as ynchronous motor to a considerable degree,with high reliability and good practicability.Key words: MATLAB、asynchronous motor、soft starting1引言普通异步电动机直接起动电流达到额定电流的6--7倍，起动转矩能达到额定转矩的1.25倍以上。
它在电网条件(电机启动时的电网压降小于10%)和工艺条件(启动转矩满足)允许的情况下，可以直接启动。
但过大的启动电流给电机和电网造成了极大的危害。
电机启动电流达到额定电流的6--7倍时，线圈发热量是电机在正常运行时的36--49倍。
过高的温度、过快的加热速度、过大的温度梯度和电磁力，产生了极大的破坏力，缩短了定子线圈和转子铜条(特别是转子常利用趋肤效应现象，降低启动电流，转子铜条在启动时，表面的温度达到350℃以上)的使用寿命。
2异步电动机起动工程原理分析异步电动机运行过程是一个高阶非线性、强耦合的多变量系统，对其进行起动性能的仿真分析，不可避免地要进行矩阵的积分运算。
基于 MATLAB 的三相异步电机仿真分析
基于 MATLAB 的三相异步电机仿真分析曾新红【摘要】针对电机及拖动课程理论性强、概念多而抽象的特点，在教学过程中引用 Matlab 仿真软件进行辅助教学，能起到很好的效果。
以三相异步电机学习为例，运用 MATLAB 软件对三相异步电机的起动运行特性进行仿真分析，并给出相应的仿真结果和分析。
实践证明，在教学中，根据教学内容选择合适的仿真内容，可以很好的发挥 Matlat 在电机与拖动教学中的作用。
% This paper proposes to use the MATLAB software to aid the teaching of Motor and Electric Driving course due to the fact that the course of Motor and Electric Driving is of theoretical and concept feature .The teaching of asynchronous motor is taken as an example .MATLAB software is used to simulate the asynchronous mo -tor's starting and running process.The simulation and results are also analyzed .The practice has shown that choo -sing the appropriate contents to be simulated based on MATLAB software will improve the teaching quality of the course of Motor and Electric Driving.【期刊名称】《广州航海高等专科学校学报》【年(卷),期】2012(000)003【总页数】4页(P38-41)【关键词】Matlab;三相异步电机;仿真分析【作者】曾新红【作者单位】广州航海高等专科学校船舶工程学院,广东广州510725【正文语种】中文【中图分类】TM343优秀的仿真软件可有效扩充教学信息，增加吸引力，使教学更加生动、形象，有助于提高学生的学习兴趣.针对电机及拖动课程的特点和高等专科院校学生的基础及培养目标，在教学过程中采用Matlab仿真软件进行辅助教学，取得了很好的教学效果.Matlab仿真软件可以在仿真过程中随意改变感兴趣的参数，实时观测系统的变化，并能高效地对各状态量进行观测和分析［1］.利用MATLAB Simulink工具箱及m文件编程，能构建所需系统仿真模型和开发各种控制界面［2］，激发学生对新知识产生浓厚的探索兴趣，有利学生创新思维的培养，提高学生分析和解决实际问题以及理论联系实际的能力.本文以三相异步电机学习为例，运用MATLAB 软件对三相异步电机起动运行特性进行仿真分析.1 异步电机空载起动半载运行仿真分析在MATLAB/SIMULINK中建立仿真模型如图1所示，在建立模型时要注意各模块参数的设置.以及在Bus Selector与异步电机模块连接时，要注意先将异步电机模块的输出信号与Bus Selector的输入信号连接，试运行后再在参数设置中选择需要输出的信号.否则，容易导致仿真失败.图1 三相异步电机起动模型在Subsystem模块中设置初始负载为0，即空载，0.4 s后再加上额定负载.将模型建好后运行，便在模拟示波器中得出如下的仿真波形，图2是转子电流/定子电流仿真波形图.从图2可见起动电流约为额定电流的7倍左右，空载时定子电流、转子电流都很小，转子电流约为0.带载后电机电流随着负载的变化而变化，电流增大，转子电流频率 f2=1/0.5=2与理论结果一致（f2=sf1=（1 500-1 440）×50/1 500=2）.图2 转子电流/定子电流仿真波形图图3是电机转速波形图，转子转速在空载时接近同步转速1 500 n/min，带载后转速下降，如给额定负载，在经过少许波动后，转速便在额定转速1 440 r/min下稳定运行.模型中转速实时显示与模拟示波器Scope2波形图中均清楚可见.图4是电磁转矩波形图，电磁转矩随着负载的变化而变化，初始转矩为0，即空载，带载后，也经过少许波动后，便稳定在额定转矩49.74（N·m）.从以上分析可知，上述输出波形均符合电机的运行特性.图3 电机转速波形图图4 电磁转矩波形图2 额定负载时定子串电阻起动（即减压起动）仿真分析定子串电阻起动仿真模型如图5所示.模型中设置三级起动，分别在0.4 s，0.6 s，0.8 s串上不同的电阻，逐级起动.图5 转子串接对称电阻起动仿真模型图6、图7、图8分别是转子串接对称电阻起动时，转子电流/定子电流仿真波形图和转子转速波形图.图6与图2对比可见，定子串接电阻后，起动电流减小，约为额定电流的4倍左右，但起动时间延长，从原来的0.1 s延长致0.25 s.起动过程相对较平稳.但图8与图4对比可见，起动转矩变小.图6 定子电流/转子电流波形图图7 定子串电阻起动电机转速波形图图8 定子串电阻起动电磁转矩波形图3 额定负载时转子串电阻起动仿真分析转子串电阻起动仿真模型如图9所示.模型中设置五级起动，转子分别串上不同的电阻，逐级减小电阻起动.从图10、11、12图可见，转子串接电阻后，起动电流减小，约为额定电流的3倍左右，起动转矩增大，起动过程较平稳.图9 转子串接对称电阻起动仿真模型图10 定子电流/转子电流波形图图11 转子串电阻起动电磁转矩波形图图12 定子串电阻起动电机转速波形图通过上述三种起动方式的仿真分析比较可知:异步电机直接起动，设备简单，但起动电流大，加载时电流波动也大;降压起动，起动电流减小，但起动转矩随着也减小，起动过程延长;转子串电阻起动，起动电流减小，起动转矩增大，起动过程平滑且时间也较短，但此种方式只适合于绕线式异步电机.4 结束语通过Matlab对三相异步电机的仿真，可以方便快速的得出仿真结果，一方面可以使学生更好的理解三相异步电机的机械特性及其起动运行特性［3］，图形的可视化使学生印象深刻;另一方面也大大增强了学生学习《电机与拖动基础》的学习兴趣.实践证明，在教学中，根据教学内容选择合适的仿真内容，可以很好的发挥Matlat在电机与电力拖动教学中的作用.参考文献:［1］查晓春，黄爱华.自动控制原理课程的Matlab辅助教学［J］.实验技术与管理，2007（12）:91-93.［2］张志涌.精通MATLAB 6.5版教程［M］.北京:航天航空大学出版社，2003. ［3］许晓峰.电机及拖动:第二版［M］.北京:高等教育出版社，2004.。
三相绕线式异步电动机转子串电阻起动的MATLAB仿真
三相绕线式异步电动机转子串电阻起动的MATLAB仿真一、实验目的：设计三相绕线式异步电动机转子串电阻起动的MATLAB仿真模型，通过仿真观察三相绕线式异步电动机转子串电阻起动时电机有关参数的变化情况，进一步理解三相绕线式异步电动机转子起动过程。
二、仿真模型：创建三相绕线式异步电动机转子串电阻起动的仿真模型如图所示。
仿真模型中主要使用的模块（MATLAB7.10版本）：AC Voltage Source：理想交流电压源模块；Breaker：断路器模块；Asynchronous Machine:异步电机模块；Machine Measurement Demux:电机测量信号分解模块；Selector：选路器模块；Gain：增益模块；Constant：负载常数模块；Series RLC Branch：单相串联RLC支路元件Scope：示波器模块Powergui:电力系统分析工具箱三、模型描述：电路连线结构如图L1、L2、L3接三相交流电源；QF为断路器；M为三相绕线式异步电动机；R为电机起动时串联的电阻。
四、模块参数计算及设置：Ua、Ub、Uc交流电压源参数：“Peak amplitude”置为380，“Phase”初相角分别置为0、-120、120，“Frequency”频率置为60Hz。
断路器Breaker A、B、C参数设置断路器Breaker a、b、c参数设置异步电动机测试信号分配器参数设置选路器参数设置单相串联RLC支路元件参数设置增益模块参数设置鼠笼式异步电动机参数设置其余参数均采用默认值。
五、仿真参数选择及设置：对于所建模型，首先在主菜单【Simulation】下【Configuration Parameters】设置模型参数里，选择算法Oder45,设置仿真开始时间为0，停止时间为0.5s其他设置取默认值。
程序调试过程中遇到的问题和解决办法：（1）仿真模型不能正确运行，解决办法：添加powergui模块使仿真能够运行；（2）仿真时间太长，仿真不能完全运行；解决办法：修改仿真时间使仿真能够合理运行；（3）仿真波形不正确解决办法：修改仿真参数，得到正确的仿真波形。
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三相异步电动机直接启动matlab仿真
1.问题描述
从三相异步电动机固有机械特性可知，如果在额定电压下直接启动电动机，由于最初启动瞬间主磁通将减少到额定值的一半左右，功率因数又很低，所以启动电流相当大。
本次仿真所用电机为matlab中simulink中默认电机，其参数为Pn =184.5 KW，Un =400 V，fn =50 Hz, Un =1 487 r/min, 定子电阻Rs=0.5968Ω，定子电感Ls=0.0003495H，转子电阻Rr=0.6258Ω，转子电感Ls=0.005473H，,励磁互感Lm=0.0354H，转动惯量J=0.05kg·m²，摩擦系数F=0.005879N·m·s，极对数p=2。
选择鼠笼式squirrel-cage。
电机参数
2.仿真模型搭建
仿真时间0.5s，Solver选择ode23tb，选择模块为powergui，three-phase programmable voltage source，asynchronous machine si units，bus selector，gain，scope
3.结果及分析
从上到下依次为定子电流，转子电流，转速，机械转矩
起动过程不到0.2s结束，起动速度较快。
因为负载很小，所以转速非常接近同步转速1500，转速上升速度快。
定子电流波形和转子电流波形呈现较大的振荡，起动后电流降至正常工作电流。
异步电机在直接起动过程中的起动电流较大为额定电流的几倍，这与实际情况相符。
电机最初起动转矩起伏较大，但转矩在起动过程的0.05至0.1秒内迅速减小，这不利于电机的起动，电机在完全起动后转矩接近于0，这是因为负载转矩很小的缘故，符合理论结论。