基于异步电机转子绕组串电阻调速仿真模型
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。
电力系统仿真结课论文相绕线式异步电动转子串电阻起动的MATLAB仿真-V1
电力系统仿真结课论文相绕线式异步电动转子串电阻起动的MATLAB仿真-V1电力系统仿真结课论文相绕线式异步电动转子串电阻起动的MATLAB仿真随着科技的不断发展，仿真技术越来越受到重视，特别是在电力系统中。
本文将介绍一种基于MATLAB的相绕线式异步电动转子串电阻起动的模拟仿真。
一、引言相绕线式异步电动转子串电阻起动是电力系统中的一种重要的起动方式。
它主要应用于需要大力矩的重载机械或冷启动设备，如冷库的压缩机等。
本文旨在仿真电机的相绕线式异步电动转子串电阻起动过程，并分析其动态特性。
二、相绕线式异步电动转子串电阻起动的仿真模型1.电路模型电路模型以三相交流电动机为主要研究对象，由三相交流电源、变压器、串联的转子电阻以及三相异步电动机组成。
电源电压可以是单相电压也可以是三相电压。
2.机械模型机械模型采用动态方程来描述电机的运动状态。
采用转子坐标系转换后，得到转矩方程，再利用电磁转矩平衡方程求得电磁转矩。
通过转动轴承的方程求得机械振动，最终得到电机的机械输出。
3.控制模型控制模型采用PID控制器实现对电机的转速控制，并根据电机的运行状态进行判断，控制电机的启动和停止。
三、仿真结果本仿真结果最终输出了相绕线式异步电动转子串电阻起动的动态过程，包括电压、电流、转速等的变化曲线。
仿真结果还表明，电机在起动过程中电流很大，对电网产生了冲击，形成了谐波。
为了避免此问题，需要控制谐波产生的峰值，以保护电力系统的稳定性。
四、结论本文基于MATLAB，建立了相绕线式异步电动转子串电阻起动的仿真模型，并进行了仿真研究。
仿真结果表明，电机起动过程中电流很大，对电网产生了冲击，形成了谐波，需要进行谐波控制，以保护电力系统的稳定性。
本文为相绕线式异步电动转子串电阻起动提出了一种有效的仿真研究方法，可为电力系统的优化设计提供参考。
总的来说，相绕线式异步电动转子串电阻起动的仿真研究是电力系统领域的一个重要研究方向，可帮助优化电机的运行状态，提高电力系统的效率和稳定性。
基于异步电机转子绕组串电阻调速仿真模型
基于异步电机转子绕组串电阻调速仿真模型摘要：本文利用MATLAB 的sinulink 对三相异步电机转子绕组串电阻调速进行仿真模型。
当在转子绕组串入附加电阻后，电机的机械性能发生变化，在一定的负载转矩下，改变转子绕组串入附加电阻的大小，电机的转速发生变化，从而达到调速的目的。
关键词：MATLAB 附加电阻 调速引言：三相异步电动机在转子绕组串入附加电阻后，电机的机械性能发生变化，在一定的负载转矩下，改变转子绕组串入附加电阻的大小，电机的转速发生变化，从而达到调速的目的。
利用MATLAB 的sinulink 对三相异步电机转子绕组串电阻调速进行仿真模型，观察图像，从而更加明确清晰的认识三相异步电动机的工作特性和调速的机理。
一、 三相异步电机转子绕组串电阻调速的仿真模型二、 三相异步电机转子绕组串电阻调速的仿真波形分析 1、 定子电流的仿真模型Continuous pow erguiv +-Voltage MeasurementSeries RLC Branch2Series RLC Branch1Series RLC BranchScope2Scope1-C-Constantm A BCab cTmAC Voltage Source2AC Voltage Source1AC Voltage Source2、定子电压的仿真模型3、阻抗角的仿真模型阻抗角是指交流电路中相电压和相电流之间的相位差，又称为功率因数角，也可以表述为复(数)阻抗的复角。
4、励磁电流的仿真模型励磁电流就是同步电机转子中流过的电流(有了这个电流，使转子相当于一个电磁铁，有N极和S极)，在正常运行时，这个电流是由外部加在转子上的直流电压产生的。
以前这个直流电压是由直流电动机供给，现在大多是由可控硅整流后供给。
我们通常把可控硅整流系统称为励磁装置。
当发电机单机运行时，励磁调节器通过调整发电机的励磁电流来调整发电机的端电压，当电力系统中有多台发电机并联运行时，励磁调节器通过调整励磁电流来合理分配并联运行发电机组间的无功功率，从而提高电力系统的静态和动态稳定性。
绕线式电动机转子串电阻调速方法
绕线式电动机转子串电阻调速方法绕线式异步电动机转子串入附加电阻,使电动机的转差率加大,电动机在较低的转速下运行;串入的电阻越大,电动机的转速越低;此方法设备简单,控制方便,但转差功率以发热的形式消耗在电阻上;属有级调速,机械特性较软;1、串电阻启动增加,降低,起动达速后切除启动电阻就是转子回路全速运行;2、串电阻启动电阻最大值起动,根据需要调整电阻的阻值,可以改变电机的运行速度,达到调速的目的是有范围的调速;绕线式电机的启动电流是可调的,通过调整转子串联的电阻大小,可以调节绕线式电机的启动电流原理：对于绕线式异步电动机,当电网电压及频率不变时,在转子回路中串入电阻后,可以改善电动机的起动转矩,在绕线电机转子中串接启动电阻,减小启动电流,电阻一般接为星形接法,根据公式：I0=U0/R0当转子串接电阻时R0↑,在U0不变的情况下,I0↓,此分析忽略电机感抗的损耗;启动前将电阻全部接入转子回路,随着启动过程的结束,启动电阻被逐级短接,KM1,KM2,KM3逐级吸合,保证始终有较大的起动转矩,短接方式可以遵循时间和电流调节原则,KA1,KA2,KA3中间继电器可以根据实际工作情况而定;RN=E N÷I N÷√3 R N：电机转子额定电阻E N：电机转子额定电压I N：电机转子额定电流例：240KW-6极电机,定子电流436A,定子电压380V;转子电流376A,转子电压407VRN=E N÷IN÷√3=407÷376÷√3=÷√3=Ω△RY1= RN =×=Ω△RY2= =×=Ω△R1= =×=Ω△R2= RN =×=Ω△R3= RN =×=Ω△R4= =×=Ω△R5= RN =×=Ω△R6= =×=Ω上为8级加速,总电阻值为电压/电流√3Ω另注：输出的转矩一定时,转子串电阻越大在一定范围内,速度越慢;没有具体的计算参数.。
异步电动机转子回路串电阻调速—归于改动转差率调速Sm改动
异步电动机转子回路串电阻调速—归于改动转差率调速Sm改动
这种调速办法只适用于绕线式异步电动机。
从图1可见，当恒转矩负载时，因为转子回路串入调速电阻Rt，使sm增大,机械特性变软，从曲线1成为曲线2，所以电动机从a点作业到b点，其转速由n1(1-s1)降到n1(1-s2)，然后到达调速的意图。
带恒转矩负载调速时，因为Tem=TL为常值，即坚持不变，转子电流I2不变，功率因数不变，则有：
（1）
式（1)阐明，绕线式异步电动机选用转子回路串电阻办法带恒转矩负载调速时，其转差率将跟着转子回路总电阻(R2+Rt)成正比改动，而且调速前后，定转子电流、输入功率、气隙磁场和电磁功率皆不改动。
转子回路串入电阻越大，转子铜耗越大，电动机作业功率越低。
故这种调速办法又称为能耗调速,功率低。
此法调速虽不经济，但简略便当，带必定负载时调速计划也较好(空载时用此法调速，计划小；重载时，电机特性太“软”，易不安稳)，故在中、小型电机中运用较广泛。
1。
转子串电阻调速
绕线转子异步电动机转子串电阻电感起动与调速方法的研讨绕城转子异步电动机能够通过转子串电阻进行起动与调速，但电阻上能耗大；如果转子串频敏变阻器，虽能减少损耗，但只能起动而不能调速。
本文提出一种转子串电阻、电感的方法，既能用于起动与调速，又能较大程度地节能。
IJ作原理如图1，在绕线电机转于绕组每相串入相同的电阻与电感。
首先我们考虑只串电感L的情况，电机运行时的临界转差率式中r；——定子绕组的电阻X；——定于绕组的电抗r二。
——转子绕组电阻的折算值X二——转子回路电抗的折算值teZ。
H。
0＋XL其中X二。
——转子绕组电抗的折算值X、——转子串电感L的电抗折算值由于r；＜＜x。
，x；Wx。
，略去r；、x；，则即Sm与人成反比，与固有特性相比，临界转差率的值减少。
电机运行时的最大转矩为同理略去r；、x；，则式中m；——电机定子相数V；——电机定子相电压。
——电机同步角速度由式（2）可知，凡人与Xb也成反比，与固有特性相比，最大转矩减少。
由以上分析可知，转子串电感时的机械特性如图2中的曲线1（曲线0为电机的固有特性）。
在此基础上转子绕组再串入电阻Rnl 与Rn。
，由式（l）、式（2）可知：临界转差率随转子回路电阻的增加而增大，而最大转短不变，其机械(本文共计3页)......[继续阅读本文]转子上串联电阻可以降低启动电流增大启动转矩，同样也可以用于调速，但转子回路串联电阻调速的方式不理想，在电机轻载和空载的时候几乎起不到调速的作用，串联电抗器也可以减小起动电流，但是起动转矩也会减小很多，所以不采用串联电抗器来启动。
不是说三项绕线转子异步电动机转子回路串入电阻，可以增大起动转矩，串入电阻值越大，起动转矩越大？要合适是应该三相都串的，以保持三相平衡。
所串电阻增大，转速变低。
因为电阻增大，相当于电机端电压降低，电机机械特性变软，转差率增大。
负载恒定的时候，电机的电流会增大的。
实验四三相异步电动机的起动与调速
实验四三相异步电动机的起动与调速一．实验目的通过实验掌握异步电动机的起动和调速的方法;二．实验项目1．绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动;2．绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器调速;三．实验方法1．绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动;实验线路如图3-7,电机为M09绕线式异步电动机,额定参数为：U N=220VY型接线,I N=,P N=100W,n N=1420r/min;电机定子绕组Y形接法;转子串入的电阻由刷形开关来调节,调节电阻采用MEL-09的绕线电机起动电阻分0,2,5,15,∞五档,MEL-13中“转矩控制”和“转速控制”开关扳向“转速控制”,“转速设定”电位器旋钮顺时针调节到底;a．起动电源前,把调压器退至零位,起动电阻调节为零;b．合上交流电源,调节交流电源使电机起动;注意电机转向是否符合要求;c．在定子电压为180伏时,逆时针调节“转速设定”电位器到底,绕线式电机转动缓慢只有几十转,读取此时的转矩值I st和I st;d．用刷形开关切换起动电阻,分别读出起动电阻为2Ω、5Ω、15Ω的起动转矩T st和起动电流I st,填入表3-9中;注意：实验时通电时间不应超过20秒的以免绕组过热;2．绕线式异步电动机绕组串入可变电阻器调速;实验线路同前如图3-7,电机为M09绕线式异步电动机,额定参数为：U N=220VY型接线,I N=,P N=100W,n N=1420r/min;电机定子绕组Y 形接法;MEL-13中“转矩控制”和“转速控制”选择开关扳向“转矩控制”,“转矩设定”电位器逆时针到底,“转速设定”电位器顺时针到底;MEL-09“绕线电机起动电阻”调节到零;a．合上电源开关,调节调压器输出电压至U N=220伏,使电机空载起动;b．调节“转矩设定”电位器调节旋钮,使电动机输出功率接近额定功率并保持输出转矩T2不变,改变转子附加电阻,分别测出对应的转速,记录于表3-10中;表3-10 U=220伏T2=四．实验分析1.绕线式异步电动机转子绕组串入电阻对起动电流和起动转矩的影响;2.绕线式异步电动机转子绕组串入电阻对电机转速的影响;由实验数据可知,随着转子绕组串入电阻的增大,起动电流逐渐减小,起动转矩先增大后减小,其转速也相应减小;五．思考题1.起动电流和外施电压正比,起动转矩和外施电压的平方成正比在什么情况下才能成立当电网频率和三相交流异步电机的阻抗参数都为常数时,电机的最大转矩、起动转矩均与外施电压的平方成正比;2.起动时的实际情况和上述假定是否相符,不相符的主要因素是什么不相符,主要是因为负载是感性的,电启动中电流和电压是变化的。
异步电动机的几种调速方法 ——转子回路串电阻调速
• 可见这种调速方法很不经济，降低转速所 减少的输出功率全部消耗于调速电阻的铜 耗上。另一缺点是转子加电阻后电动机的 机械特性变软，即负载变化时转速将发生 显著变化。
• 由此可见在转子回路串电阻调速存在很多 缺点，但由于比较简单，又可平滑调速， 在中小容量的绕线式电动机还是用得不少， 例如交流电源的桥式起重机几乎都用到这 种方法调速。
• 在变阻器的电阻增加最初瞬间，电动机的 的转速还来不及改变，因此转子电流减小， 相应地电磁转矩也减小，电动机的转速开 始下降，而转子的电势开始增加，随之转 子电流又回加到与其 对应的电磁转矩和总负载转矩互相平衡为 止，这时电动机在一个较低转速下稳定运 行。
• 当转子回路串入调速电阻时，若电动机总 负载转矩保持不变，电动机从一个运行点 到另一个运行点，相应地转差率从S1增加 到S2，转速则从n1(1-S1)降到n1(1-S2)。 增加调速电阻，转速便越下降。
• 从转子回路串电阻调速曲线图（略）可见 在一定的调速电阻变化范围内，调速范围 的大小随负载的轻重而变化；在空载下调 速，则调速范围甚小，实际上达不到调速 的目的。
• 此外，在恒转矩调速时，从电磁转矩参数 表达式（略）可知，恒转矩调速时转差率s 将随转子回路总电阻成正比例变化，总电 阻增加一倍，则转差率也增加一倍，于是 根据等效电路可见：恒转矩调速时，定、 转子电流、输入功率、气隙磁场和电磁功 率皆不变，而与转子回路串入电阻的大小 无关。于是，如果把转速调得愈低，即转 差率愈大，就需要在转子回路串入愈大的 电阻，随之转子铜耗就愈大，电动机效率 就愈低。
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异步电动机的几种调速方法 — —转子回路串电阻调速
• 在转子回路串一变阻器调速只适用于绕线 式异步电动机。调速时的接线图和起动时 的一样，所不同的是：一般起动变阻器都 是短时工作的，而调速用的变阻器应为长 期工作的。
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。
论述绕线式异步电机转子回路串电阻调速
论述绕线式交流异步电动机转子回路串电阻调速原理兰州理工大学操纵理论与操纵工程谯自健 1220811010150 引言绕线式交流异步电动机转子回路串电阻调速是传统调速方式之一，其结构简单，易于实现。
本文通过对绕线式交流异步电动机转子回路串电阻调速的原理、效率和缺点方面作出分析。
1 绕线式交流异步电动机转子回路串电阻调速原理转子串电阻调速的线路图和机械特性如图（a)和（b）所示，拖动恒转矩负载时，能够取得几级不同的速度。
图（a）转子回路串电阻调速线路图图（b）机械特性曲线依照电机学原理知：60-S f n p =极对数（1） 其中n 为电动机转速，f 为电源频率，S 为转差率(1)Pm S Pe =-（2） *Pa S Pe = （3）其中Pe 为异步电动机电磁功率，Pm 为异步电动机机械功率，Pa 为转子铜耗即转差功率因此得::1:(1):Pe Pm Pa S S =- 由式（4）能够看出SPm 减小，相反转差功率Pa 在增大，而转速n 随S 的增大而减小。
因此所绕线式异步交流电动机转子回路串电阻调速的实质是通过改变转差功率或转差率的大小来调剂转速n 的。
当串入的电阻阻值越大那么转差功率增大，随之转差率S 变大，从而使转速n 下降。
2 绕线式异步交流电动机转子回路串电阻调速的优缺点 绕线式转子异步电动机，通过转子回路串入不同数值的电阻R ，改变转差率S 调速的传统方式，能够取得不同斜率的机械特性，从而实现速度的调剂。
这种调速方式简单方便，但存在如下缺点：（1）调速是有级的，不滑腻。
（2）在深度调速机会械特性很软，致使负载有较小转变，即可引发转速的专门大的波动，降低了静态调速精度。
（3）转差功率Pa 消耗在电阻发烧上，效率低。
由于是通过增大转子回路的电阻值来降低电动机转速的，当拖动恒转矩负载时，转速n 越低，转差率S 就越大，从而使得转差功率也愈大，电能消耗大，效率更低。
当转差功率S=0.5时，效率η<0.5。
绕线式异步电动机转子绕组串入电阻对电机转速的影响。
绕线式异步电动机转子绕组串入电阻对电机转速的影响。
1.引言1.1 概述绕线式异步电动机是一种常见的电动机类型，它通过电磁感应原理将电能转化为机械能，常用于工业生产和家庭电器等领域。
该电机由定子和转子两部分组成，其中转子绕组串入电阻是一种常见的改善电机性能的技术手段。
本文旨在研究转子绕组串入电阻对绕线式异步电动机转速的影响。
转子绕组串入电阻是指在转子绕组中串联添加一定电阻，改变电机转子回路的阻抗特性。
通过改变电路的参数，电机的性能特点和工作条件可以得到调节和优化。
转子绕组串入电阻的引入可以改变电机的转矩特性，从而影响电机的运行稳定性、起动性能和负载适应能力等方面。
在本文中，我们将通过实验方法来研究转子绕组串入电阻对绕线式异步电动机转速的影响。
首先，我们将概述绕线式异步电动机的工作原理，介绍其基本结构和工作原理。
然后，我们将重点探讨转子绕组串入电阻对电机转速的影响机理和影响因素。
通过调节电阻值和其他参数，我们将分析不同工况下电机转速的变化规律。
通过本文的研究，我们希望能够深入理解转子绕组串入电阻对绕线式异步电动机转速的影响机制，并为电机的优化设计和应用提供一定的参考依据。
同时，通过实验结果的分析和总结，我们也将进一步探讨电机的性能特点和工作条件的优化方法，促进电机技术的发展和应用领域的拓展。
1.2文章结构1.2 文章结构本文分为引言、正文和结论三个部分。
下面将对每个部分的内容进行详细介绍。
1. 引言部分主要包含了概述、文章结构和目的三个方面的内容。
1.1 概述：本部分将介绍绕线式异步电动机的基本原理以及现实生活中对电动机转速的控制需求。
同时，还将引出转子绕组串入电阻对电机转速的影响这一主题。
1.2 文章结构：本部分即本小节，将详细介绍文章的结构安排，包括各个章节的主要内容和目标。
这将帮助读者更好地理解全文内容的组织和逻辑。
1.3 目的：本部分将明确本文的写作目的。
通过研究绕线式异步电动机转子绕组串入电阻对电机转速的影响，旨在提供有关电机控制和调速的技术参考，为电机设计和应用提供理论基础。
绕线式异步电动机串级调速仿真
基于Matlab 的绕线式异步电动机串级调速仿真张毅（重庆交通大学 机电与汽车工程学院，重庆 400074）1.研究背景随着人们对能源转换效率要求的不断提高和交流电机的飞速发展，交流电机用途已经十分广泛。
对交流电机进行必要的调速就显得比较重要了，作为比较常见的绕线式异步电动机，改变其转子绕组控制变量以实现调速，并且转子侧的控制变量有电流、电动势、电阻等。
通常转子电流随负载的大小决定，因此，不能对电动机转速进行平滑调节，而转子回路阻抗的调节属于耗能型调速，从节能的角度希望产生附加直流电动势的装置能够吸收异步电动机转子侧传递来的转差动率并加以利用，所以转子侧的控制变量只能是电动势，这就是本文主要的研究方向。
2.串级调速系统的工作原理对绕线式异步电动机，其转子侧影响电机转速的参数有转子回路的阻抗和转子电动势。
改变其转子回路电阻进行转速调节属于能耗型的调速方法。
本论文研究改变转子电动势这个物理量将会产生什么效果。
异步电动机运行时其转子相电动势为r r0E sE = (2.1) 其中，s 为异步电机的转差率；r0E 为绕线式异步电动机在转子开路时的相电动势，也是转子额定相电压值。
式2.1表明，绕线式异步电动机工作时，其转子电动势r E 值与转差率成正比。
此外，转子频率2f 也与s 成正比，21f sf =。
在转子短路情况下，转子相电流r I 的表达式为r I =(2.2)其中，r R 为转子绕组每相电阻；r0X 为1s =时的转子绕组每相漏抗。
如在转子绕组回路加上一个可控的交流电动势add E ，此附加电动势与转子电动势r E 频率相同，并与r E 同相（反相）串接，如图2.1所示。
图2.1 绕线式异步电机转子附加电动势的原理图此时转子回路的相电流表达式为 r I =(2.3)当电机处于电动状态时，其转子电流r I 与负载大小有关[1]。
当电动机带有恒定负载转矩L T 时，可近似的认为不论转速高低转子电流都不变，此时在不同s 值下式2.2与式2.3应相等。
(电力拖动控制系统) 绕线转子异步电动机的串级调速系统
1
Ui
i2
或（和）控制整流桥2VR的控制 角 2 来实现
n 通常固定其中一个、调节另一个以调节 转子回路电流的大小
T
3．早期的电气串调（略）
4．早期的机械串调（略）
MA
MD
MA1 MB
If
Id
+
MD MA2
Id
+
MB
If
-
把绕线式异步电动机MA1转子的转 差功率经单枢换流机MB变成直流后 输出给直流电动机MD 再由直流电动机拖动另一台鼠笼异步 电机MA2，由MA2将功率送回电网 改变MD的励磁电流可改变直流电动 机反电势的大小，也即改变了直流 回路中的电流的大小
附加电势输出有功功率给电机转子 不控整流桥改为可控整流桥，使交直 交变频系统的能量反过来传输，2VR作 为可控整流，1VR作为有源逆变 为使Eadd和E2s的频率相同、相位 相同，1VR应是有源逆变电路，而不是 无源逆变电路
6.1.2 绕线式异步电动机串级调速系统的类型及其控制原理
串级调速 次同步速串调系统 超同步速串调系统 0．斩波变阻调速系统（历史的回顾）
I 2
R
0 1
TL
串电阻调速（改变r2 ’）时 ，
T
只要r2 ’/s不变，则 T 不变； r2 ’
增大，必然使s增大，才能在新的 s下使拖动系统在新的稳态运行。
a)
b)
绕线转子异步电动机转子回路串电阻调速 a)电路图 b)机械特性
从物理表达式看到的：
~
P2
n
T CTm I 2 cos 2
3．附加电势获得的方法
次同步速串级调速系统主电路 超同步速串级调速系统主电路
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。
基于MATLAB的异步电动机调速系统设计与仿真 (修改稿)
电能是人们日常生产生活不或缺的能源，并且在生活被浪费最多的能源也是电能，因此，充分有效利用电能并节省电力尤为重要，隐藏着非常巨大的技术发展空间。立足于节省控制能量这一方面，节省电动机控制能量扮演了一个非常重要的角色。各种类型的电动机是电能主要的使用者和生产者，我国电动机的年耗电量占了工业用电总量的80％以上。在电动机的运行维护过程中，功率电动机控制的效率很低，并且在其使用的过程中严重地浪费了大量的功率。近年来，我国在电机节能控制方面的投资增加，就是因为有巨大的潜力存在于电机调速的市场。
关于评价交流调速技术的优劣，不同的需求有不同的标准。但普遍的共识是：(1)工作效率不能低；(2)调速平滑即无级调速；(3)调速范围要大；(4)调速产生的负面影响（如谐波、功率因数等）小；(5)成本不能太高。[10]
在对交流旋转速度的调整控制系统中，变频系统的调速技术是最佳且最稳定的交流旋转速度调整控制系统性能。对变频系统调速控制技术的开发与研究应用是目前在电机控制领域最有发展希望且实用的技术研究工作。用于控制交流频率的转换器完全可以是一整个的变频控制系统，频率变换行业的整个市场的发展潜力非常大。这里所说的"频率变换行业"不仅局限于交流频率变换器本身，还广泛地涵盖了与交流频率变换器系统控制技术密切相关的所有领域和行业。如交流速度的调整控制系统及系统控制、电力电子重要部件的控制系统驱动与安全保护、相关集成电路的批量生产与工业技术应用等。
基于Simul ink的绕线式异步电机串级调速系统虚拟实验分析
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｃｏｕｒｓｅ’Ｓ ｖｉｒｔｕａｌ ｅｘｐｅｒ ｉｍｅｎｔ ｔｅ ａｃ￣ｎｇ．Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｗｏｕｎｄ－ｒｏ ｔｏｒ ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍｏｔｏｒ ｃａｓｃａｄｅ ｓｐｅｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅ ｄ ｂｙ ｄｕａ ｌ－ｌｏｏｐ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．
ＤＯＩ：１０．１６７９１／ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｊｇ．２０１６．０６．０２９
基于 Ｓｉｍｕｌ ｉｎｋ的绕线式异步 电机 串级调速 系统虚拟 实验 分析
张厚升 ，于 兰兰 ，孟天 星 ，姜 吉顺 （山 东理 工 大 学 电气 与 电子 工 程 学 院 ，山 东 淄博 ２５５０４９）
摘 要 ：将 Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ引 入 课 程 的 虚 拟 实 验 教 学 之 中 。利 用 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ建 立 了双 闭环 控 制 的绕 线 式 异 步 电机 串级 调速系统仿真模型 ，给 出了仿 真参 数 ，利 用仿真结 果分 析了 串级调速 系统 的启 动过程 、突加 负载和 转速 给定值 改变时的动态调节过程 ，验证 了该调 速系统仿 真模 型 的正 确性 。在实 验教学 中 ，Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真模 型辅 助 学 生对 系 统 动 态 调 节 过 程 的 理 解 、建 立 系 统 级控 制 思 想 ，也 可 用 于研 究 和 开发 异 步 电机 串级 调速 系统 。 关键 词 ：异 步 电机 ；串 级 调 速 ；仿 真 模 型 ；Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 中 图 分 类 号 ：ＴＭ ９２１ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００２—４９５６（２０１６）６－０１１２－０５
异步电动机转子串电阻分级起动过程的SIMULINK仿真
异步电动机转子串电阻分级起动过程的SIMULINK仿真邓建国
【期刊名称】《防爆电机》
【年(卷),期】2001(000)004
【摘要】利用MATLAB/SIMULINK软件构造了绕线式异步电动机转子串电阻起动的仿真模型,通过实例仿真证明了该方法的有效性.
【总页数】4页(P3-6)
【作者】邓建国
【作者单位】湖南大学电气与信息工程学院,湖南,长沙,410082
【正文语种】中文
【中图分类】TM343.4
【相关文献】
1.用科威PLC改造绕线式异步电动机转子串电阻起动线路 [J], 董菊明;余贵
2.用科威PLC改造绕线转子异步电动机转子串电阻起动线路 [J], 董菊明;余贵
3.异步电动机定子串不对称电阻起动过程仿真研究 [J], 叶佳卓;邓建国
4.绕线式异步电动机转子串电阻分级起动过程的仿真 [J], 谢可夫;邓建国
5.绕线式异步电动机转子串电阻启动过程的仿真分析 [J], 马天兵
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基于异步电机转子绕组串电阻调速仿真模型
段文鹏
河西学院物理与机电工程学院 甘肃 张掖 733400
摘要：本文利用MATLAB 的sinulink 对三相异步电机转子绕组串电阻调速进行仿真模型。
当在转子绕组串入附加电阻后，电机的机械性能发生变化，在一定的负载转矩下，改变转子绕组串入附加电阻的大小，电机的转速发生变化，从而达到调速的目的。
关键词：MATLAB 附加电阻 调速
引言：
三相异步电动机在转子绕组串入附加电阻后，电机的机械性能发生变化，在一定的负载转矩下，改变转子绕组串入附加电阻的大小，电机的转速发生变化，从而达到调速的目的。
利用MATLAB 的sinulink 对三相异步电机转子绕组串电阻调速进行仿真模型，观察图像，从而更加明确清晰的认识三相异步电动机的工作特性和调速的机理。
一、 三相异步电机转子绕组串电阻调速的仿真模型
二、 三相异步电机转子绕组串电阻调速的仿真波形分析
Continuous pow ergui
v +
-
Voltage Measurement
Series RLC Branch2
Series RLC Branch1
Series RLC Branch
Scope2
Scope1
-C-Constant
m A B
C
a
b c
Tm
AC Voltage Source2AC Voltage Source1
AC Voltage Source
1、定子电流的仿真模型
2、定子电压的仿真模型
3、阻抗角的仿真模型
阻抗角是指交流电路中相电压和相电流之间的相位差，又称为功率因数角，也可以表述为复(数)阻抗的复角。
4、励磁电流的仿真模型
励磁电流就是同步电机转子中流过的电流(有了这个电流，使转子相当于一个电磁铁，有N极和S极)，在正常运行时，这个电流是由外部加在转子上的直流电压产生的。
以前这个直流电压是由直流电动机供给，现在大多是由可控硅整流后供给。
我们通常把可控硅整流系统称为励磁装置。
当发电机单机运行时，励磁调节器通过调整发电机的励磁电流来调整发电机的端电压，当电力系统中有多台发电机并联运行时，励磁调节器通过调整励磁电流来合理分配并联运行发电机组间的无功功率，从而提高电力系统的静态和动态稳定性。
4、输出无功功率的仿真模型
无功功率是由电抗器(电感或电容)在交流电路中，由于其两端的电压与流过的电流有90度角的相位差，所以不能做功，也不消耗有功功率，但它参与了与电源的能量交换，这就产生了无功功率，降低了发电机和电网的供电效率。
许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。
为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，因此，所谓的"无功"并不是"无用"的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。
无功功率单位为乏(var)。
5、输入有功功率的仿真模型
电动机从电源吸取的有功功率，称为电动机的输入功率
对于三相平衡电路而言，三相电路功率的计算公式是：P=1.732IUcosφ。
式中：
P为电路功率
U为线电压，三相是380V
cosφ是感性负载功率因素，一般综合取0.8
有功功率：是被消耗的电功率。
6、电磁转矩的仿真模型
当电枢绕组中有电枢电流流过时，通电的电枢绕组在磁场中将受到电磁力，该力与电机电枢铁心半径之积称为电磁转矩。
定义：转矩是各种工作机械传动轴的基本载荷形式，与动力机械的工作能力、能源消耗、效率、运转寿命及安全性能等因素紧密联系，转矩的测量对传动轴载荷的确定与控制、传动系统工作零件的强度设计以及原动机容量的选择等都具有重要的意义。
可以知道M∝U12 转矩与电源电压的平方成正比，设正常输入电压时负载转矩为M2 ，电压下降使电磁转矩M下降很多；由于M2不变，所以M小于M2平衡关系受到破坏，导致电动机转速的下降，转差率S上升；它又引起转子电压平衡方程式的变化，使转子电流
I2上升。
7、转子机械角的仿真模型
8、转子转速的仿真模型。