异步电动机转差率间接控制matlab仿真
异步电机特性曲线matlab仿真
异步电动机的转矩-转速特性曲线1.异步电动机转矩—转速研究意义电动机作为重要的动力装置，已被广泛用于工业、农业、交通运输、国防军事设施以及日常生活中。
在轨道列车的牵引动力中电动机也是必不可少的，因此对电动机的控制也非常重要。
电机的控制包括电机的起动、调速和制动。
异步电动机由于具有结构简单、体积小、价格低廉、运行可靠、维修方便、运行效率较高、工作特性较好等优点，因而在电力拖动平台上得到了广泛应用。
据统计，其耗电量约占全国发电量的40%左右。
对于异步电动机的转矩—转速特性曲线则是我们实际控制效果的体现。
2.异步电动机的模型2.1异步电动机的稳态模型其中：Us—定子相电压；fs—定子频率；fsl—转差频率；Is、Ir、Im—分别为定子电流、折算到定子侧的转子电流和励磁电流；Eg—气隙磁通感应电动势；Er—折算到定子侧的转子感应电动势；s—转差率，s=fsl/fs.2.2. 异步电动机的转矩公式通过对运行状态的分析可以得到转矩的公式为：其中，m为相数，pn为极对数，sU为定子电压，Sf为同步频率，s为转差率， SR 为定子电阻，rR为转子电阻，lsX为定子漏感，lrX为转子漏抗。
3. MATLAB仿真数据及仿真结果截图3.1恒磁通时特性曲线在恒磁通时，Eg/fs=const，此时转矩T（N∙M）--转速n（r/s）的运行关系如下图所示。
其源程序如下：a=40;m=3;np=2;Rs=2.497;Rr=5.503;Ls=0.0217;Lr=0.0217;A=m*np/(2*pi);s=0.02:0.001:1;for n=(40:20:80);fs=n;n0=60*fs/np;n=n0-s.*n0;B=2*pi*Lr*fs;T=A*a^2*(Rr*fs*s./(Rr^2+B^2*s.^2));title('牵引异步电机的转矩-转速特性曲线')xlabel('电动机转速n/(r/s)')ylabel('电动机转矩T/(N*M)')plot(n,T,'r.')hold on;end3.2恒功率时的特性曲线恒功率时，Us=const，此时转矩T（N∙M）--转速n（r/s）的运行关系如下图所示。
基于MATLAB的异步电动机仿真
课程报告COURSE REPORT课程名称: ——课程号: ——授课教师:——学号：——姓名：西木小卒所属：上大桂树林基于MATLAB的异步电动机仿真1.电机仿真模型一台三相六机鼠笼式异步电动机，定子绕组为Y型连接，额定电压为U N=380V，额定转速n N=975r/min，电源频率f1=50Hz，定子电阻R1=2.08Ω，定子漏电抗X1=3.12Ω，转子电阻折合值R2、=1.53Ω，转子漏电抗折合值X2、=4.25Ω。
要求：绘制以上参数电动机的固有机械特性曲线、定子串电阻人为特性曲线、电子串电抗人为特性曲线、转子串电阻人为特性曲线、降电压人为特性曲线；给出仿真源代码。
2. 仿真代码实现clcclearm1=3;%%电机相数U1=220;%%额定定子相电压n1=[-1000,1000];%%两个相的同步转速,+为规定正相，-为反相p=3;%%电机极对数f1=50;%%输入电流频率r1=2.08;%%定子侧电阻r2=1.53;%%转子侧电阻折合值w1=2*pi*f1/p;%%电机同步角速度x1=3.12;%%定子侧电抗x2=4.25;%%转子侧折合电抗s=-1:0.001:1;%%设定转差率，是画图的关键自变量ns=[-1,1];%用来标定转矩的方向，规定ns=1为正，-1为反%%绘制定子串电阻前的固有机械特性曲线figure(1);for i=1:length(n1);n=n1(i)*(1-s);%%计算转速T=ns(i)*(m1*p*U1^2*r2)./s./(w1.*((r1+r2./s).^2+(x1+x2)^2));%%计算转矩plot(T,n,'--');if i==1text(max(T),800,strcat('r1=',num2str(r1),'\Omega'),'FontSize',9,'Color','black');%%曲线标注位置设置，每条曲线的标注横轴上对齐其Tm以便于区分，纵坐标无严格限制endhold on;endxlabel('电磁转矩{\itT}/(N\cdotm)');ylabel('转速{\itn}/(r/min)');title('定子串电阻的机械特性曲线')grid on;hold on;%%绘制定子串电阻人为机械特性曲线r1p=r1;str_y=800;for i=1:length(n1);%%绘制正反相序的波形图，n=n1(i).*(1-s);for coef=1:3%%三条人为曲线r1p=r1p+1;%%串电阻的步进值T1=ns(i)*(m1*p*U1^2*r2)./s./(w1.*((r1p+r2./s).^2+(x1+x2)^2));plot(T1,n,'k-');hold on;if i==1str=strcat('r1=',num2str(int16(r1p)),'\Omega');str_y=str_y-150;text(max(T1),str_y,strcat('r1=',num2str(r1p),'\Omega'),'FontSize',9,'Color','black');endendend%%绘制降电压前的固有机械特性曲线figure(2);for i=1:length(n1);n=n1(i)*(1-s);T=ns(i)*(m1*p*U1^2*r2)./s./(w1.*((r1+r2./s).^2+(x1+x2)^2));plot(T,n,'--');if i==1text(max(T),800,strcat('U1=',num2str(int16(U1)),'V'),'FontSize',9,'Color','black');endhold on;endxlabel('电磁转矩{\itT}/(N\cdotm)');ylabel('转速{\itn}/(r/min)');title('降低定子电压的机械特性曲线')grid on;hold on;%%绘制降电压人为机械特性曲线str_y=800;for i=1:length(n1);n=n1(i).*(1-s);for coef=0.75:-0.25:0.25;U1p=U1*coef;T1=ns(i)*(m1*p*U1p^2*r2)./s./(w1.*((r1+r2./s).^2+(x1+x2)^2));plot(T1,n,'k-');if i==1str=strcat('U1=',num2str(int16(U1p)),'V');str_y=str_y-150;text(max(T1),str_y,str,'FontSize',9,'Color','black');endhold on;endend%%绘制定子串电抗前的固有机械特性曲线figure(3);for i=1:length(n1);n=n1(i)*(1-s);T=ns(i)*(m1*p*U1^2*r2)./s./(w1.*((r1+r2./s).^2+(x1+x2)^2));plot(T,n,'--');if i==1text(max(T),800,strcat('x1=',num2str(x1),'\Omega'),'FontSize',9,'Color','black');endhold on;endxlabel('电磁转矩{\itT}/(N\cdotm)');ylabel('转速{\itn}/(r/min)');title('定子串电抗的机械特性曲线')grid on;hold on;%%绘制定子串电抗的人为机械特性曲线x1p=x1;str_y=800;for i=1:length(n1);n=n1(i).*(1-s);for coef=1:3x1p=x1p+1.0;T1=ns(i)*(m1*p*U1^2*r2)./s./(w1.*((r1+r2./s).^2+(x1p+x2)^2));plot(T1,n,'k-');if i==1str=strcat('x1=',num2str(x1p),'\Omega');str_y=str_y-150;text(max(T1),str_y,strcat('x1=',num2str(x1p),'\Omega'),'FontSize',9,'Color','black');endhold on;endend%%绘制转子串电阻前的固有机械特性曲线figure(4);for i=1:length(n1);n=n1(i)*(1-s);T=ns(i)*(m1*p*U1^2*r2)./s./(w1.*((r1+r2./s).^2+(x1+x2)^2));plot(T,n,'--');if i==1text(max(T),800,strcat('r2=',num2str(r2),'\Omega'),'FontSize',9,'Color','black');endhold on;endxlabel('电磁转矩{\itT}/(N\cdotm)');ylabel('转速{\itn}/(r/min)');title('转子串电阻的机械特性曲线')grid on;hold on;%%绘制转子串电阻的人为机械特性曲线r2p=r2;str_y=800;for i=1:length(n1);n=n1(i).*(1-s);for coef=1:3r2p=r2p+0.75;T1=ns(i)*(m1*p*U1^2*r2p)./s./(w1.*((r1+r2p./s).^2+(x1+x2)^2));plot(T1,n,'k-');if i==1str=strcat('r2=',num2str(r2p),'\Omega');str_y=str_y-150;text(max(T),str_y,str,'FontSize',9,'Color','black');endhold on;endend3.仿真波形。
基于MATLAB的异步电机变频调速系统的仿真与分析
基于MATLAB的异步电机变频调速系统的仿真与分析1.引言随着工业自动化水平的不断提高，对电机变频调速系统的要求也越来越高。
异步电机是目前工业中最为常见的一种电机类型，其变频调速系统在工业生产中发挥着至关重要的作用。
通过变频调速系统，可以实现电机的精确控制和能耗优化，提高生产效率和降低运行成本。
对异步电机变频调速系统进行仿真与分析，对于工业生产具有重要意义。
MATLAB是一款功能强大的技术计算软件，具有丰富的工具箱和仿真功能，可以方便地进行电机系统的建模和仿真分析。
本文将基于MATLAB对异步电机变频调速系统进行仿真与分析，探讨其性能特点和优化方法。
2.异步电机变频调速系统的基本原理异步电机的变频调速系统是通过改变电机的输入频率和电压，从而控制电机的转速和转矩。
基本原理是利用变频器对电源进行调节，改变电机的供电频率和电压，以实现对电机转速的精确控制。
在变频调速系统中，一般采用闭环控制结构，通过反馈电机转速信息，控制变频器的输出频率和电压，从而实现对电机的精确控制。
还需要考虑电机的负载特性和动态响应特性，以保证系统稳定性和性能优化。
在MATLAB中，可以利用Simulink工具箱进行异步电机变频调速系统的建模。
首先需要建立电机的数学模型，包括电机的电气特性、机械特性和传感器特性等。
然后，在Simulink中建立闭环控制系统模型，包括电机模型、变频器模型和控制器模型等。
通过建立完整的系统模型，可以对异步电机变频调速系统进行仿真分析。
可以通过改变输入信号和参数，观察系统的动态响应和稳定性能，进而优化系统的控制策略和调速性能。
4.仿真与分析通过MATLAB对异步电机变频调速系统进行仿真与分析，可以得到系统的各项性能指标和特性曲线。
其中包括电机的转速-转矩特性曲线、电机的效率曲线、系统的响应时间和稳定性能等。
在仿真过程中还可以考虑不同的工况和负载情况，对系统进行多种工况的分析和评估。
通过对系统性能的综合分析，可以得到系统的优化方案和改进措施，提高系统的控制精度和能效性能。
异步电动机转差频率间接矢量控制matlab仿真(毕业设计)
太原理工大学毕业设计（论文）任务书异步电动机转差频率间接矢量控制matlab仿真摘要本文基于MATLAB 对异步电动机转差频率控制调速系统进行仿真研究。
首先分析了异步电动机转差频率控制技术的主要控制方法、基本组成与工作原理。
之后对异步电机的动态模型做了分析，进一步介绍了异步电机的坐标变换，对异步电机转差频率矢量控制系统的基本原理进行了阐述，通过仿真工作，证明了其可行性。
最后，通过对仿真结果进行分析，归纳出如下结论：单纯的转差频率控制带载能力差，应用转差频率矢量控制可增强电机对转矩的调节能力且无需电压补偿。
关键词：转差频率，矢量控制，异步电动机Induction Motor Slip Frequency Indirect Vector ControlMatlab SimulationAbstractThis paper focuses on the matlab simulation of the asynchronous motor speed regulation system.Firstly , this paper analyzes the main control method , basic composition and working principle of the induction motor slip frequency control technology.Secondly , this paper analysis the dynamic model of asynchronous motor and further introduces the coordinate transfer and the basic principle of motor slip frequency vector control system. At the same time , the simulation work to prove its feasibility.Finally , according to analysis of the simulation results , the conclusions are as follows simply slip frequency control is always with poor load capacity , on the contrary the vector control applications can enhance the ability to regulate the motor of the torque and without voltage compensation.Key words : slip frequency , vector control , induction motor目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)1.1现代交流调速技术的发展 (1)1.1.1异步电动机交流调速系统的类型 (2)1.1.2交流调速系统的发展趋势和动向 (2)1.2本文主要研究内容 (2)1.2.1转差频率控制的基本概念 (2)1.2.2基于异步电动机稳态模型控制的转差频率控制规律 (4)1.2.3基于异步电动机动态态模型控制的转差频率矢量控制规律 (5)2异步电动机转差频率间接矢量控制交流调速系统 (7)2.1异步电机的特点 (7)2.2三相异步电动机的多变量非线性数学模型 (7)2.2.1电压方程 (8)2.2.2磁链方程 (9)2.2.3转矩方程 (11)2.2.4电力拖动系统运动方程 (11)2.3矢量控制技术思想 (12)2.3.1坐标变换 (13)1．坐标变换的基本思想和原则 (13)2．三相-两相变换（3s/2s变换） (15)2.3.2交流异步电机在两相任意旋转坐标系上的数学模型 (18)2.3.3异步电机在两相静止坐标系（ 坐标系）上的数学模型 (20)2.3.4异步电机在两相同步旋转系上的数学模型 (21)2.3.5三相异步电动机在两相坐标系上的状态方程 (21)2.4基于转差频率矢量控制调速系统的组成 (22)2.4.1基于转差频率间接矢量控制调速系统的工作原理 (22)2.4.2异步电动机转差频率间接矢量控制公式推导 (24)3主电路与控制电路 (25)3.1 SPWM逆变电路 (25)3.2控制电路的设计 (26)3.2.1转速PI调节器的设计 (26)3.2.2函数运算模块的设计 (28)4转差频率间接矢量控制的matlab仿真 (30)4.1仿真模型的搭建及参数设置 (30)4.1.1主电路模型 (30)4.1.2控制电路的模型搭建 (31)4.2仿真结果与分析 (33)4.2.1仿真波形图 (33)4.2.2仿真结果分析 (35)4.3本章总结 (35)参考文献 (36)致谢 (37)1绪论1.1现代交流调速技术的发展在工业化的进程中 ,电动机作为将电能转换为机械能的主要设备。
基于MATLAB的异步电机VVVF调速系统仿真
摘要:随着电力电子技术的发展，异步电机以其在变频调速方面的优点开始显现出来了，相对于直流电机有更加广泛的应用本论文主要介绍了异步电机的工作原理以及异步电机的调速方法。
通过改变频率、改变电源电压、改变极对数等方法来改变电机的转速，我是通过改变电机频率来达到改变电机转速的目的，本文还介绍了变频器的原理和PWM（pulse width modulation）变频器的工作原理。
同时通过运用Matlab/simulink系统对异步电机转速调节进行了开环闭环的仿真。
本论文对电机转矩转速观察为开环系统，但是在闭环系统中通过使用Matlab/simulink对系统闭环进行设计仿真，实现了调速，并观察到了电机转速、转矩改变的图像，并且分析了解了异步电机转速改变的原因和仿真过程中的条件等。
关键词Matlab 异步电机变频调速仿真Abstract:With the development of power electronics, the advantage of the variable frequency speed in asynchronous machine is compared with the DC motor , it is more widely used.The principle of asynchronous machine and its way of speed governing is main discussed in this paper. The speed of electrical motor is changed by changing frequency voltage, and numbers of pole-p[airs. This paper is based on changing frequency of the electrical motor, the principle of frequency converter and working theory about PWM(pulse width modulation)is also presented. The open-loop and closed-loop simulation of speed governing with asynchronous machine is achieved through the use of Matlab/simulink system.The observation to electrical motor speed and torque in this paper is the open-loop system, in a closed-loop system, Matlab/simulink is used to design and similated the closed-loop system speed changing is realized, the changing plot of speed and torque about the electrical motor and observed the changing image of torque and the speed about the electrical motor, is observed. the reason why asynchronous machine speed changes and parameters a selection of call the component during the simulation are analyzed.Understanding of the principle of the induction motor and speed control methods, there are three main methods Speed: (1) changing the frequency, (2) change to slip (3) changes the very few. This paper has taken to change the frequency of the ways to achieve the purpose of speed. At the same time also understand the principle of the inverter, and its scope of application.Key words Matlab asynchronous machine Frequency Control Simulation目录第一章绪论 (1)第一节电气传动技术的发展概况 (1)第二节普通交流异步电动机变频调速调速范围的问题 (2)第三节交流异步电动机的调速方式 (3)一、转子回路串电阻或阻抗调速 (3)二、定子调压调速 (3)三、串级调速 (4)四、变极调速 (4)五、变频调速 (4)第四节关于matlab仿真的相关内容 (5)第二章异步电机运行基本原理及其调速方法以及变量控制 (6)第一节异步电机运行基本原理 (6)第二节异步电机的电压方程和等效电路 (6)第三节异步电机的功率方程和转矩方程 (8)第四节异步电机的调速方法 (10)一、变极调速 (10)二、变频变压调速 (11)三、改变转差率来调速 (12)第三章逆变器工作原理和控制及其应用 (14)第一节变频器的工作原理 (14)第二节变频器控制方式 (14)一、正弦脉宽调制(SPWM)控制方式 (15)二、电压空间矢量(SVPWM)控制方式 (15)三、矢量控制(VC)方式 (16)四、直接转矩控制(DTC)方式 (16)五、矩阵式交—交控制方式 (16)第三节简单的三种变频器控制方式 (17)第四节变频器的实际应用 (18)第五节正弦波脉宽调制(SPWM)变频器 (19)一、 SPWM变频器的工作原理 (20)二、 SPWM变频器的同步调制和异步调制 (21)第四章 MATLAB基于VVVF对异步电机的调速仿真实现 (24)第一节关于Matlab软件的应用与操作 (25)一、 PWM模块的组成与仿真 (25)二、电机模块的仿真 (27)三、输出观察模块的仿真 (29)第二节开环调速系统仿真 (30)第三节闭环调速系统仿真 (35)一、闭环调速Matlab仿真主模块 (36)二、控制环节模块 (37)三、仿真结果 (41)总结和展望 (46)参考文献 (48)第一章绪论异步电机的工作原理？异步电机调速又是怎么样的呢？目前主要引用在那几个领域呢？以及异步电机的仿真又是什么呢？又是怎么去仿真的呢？对这些问题的初步说明将是这篇论文所要叙述的。
异步电机机械特性及MATLAB仿真
%********************转速n变化范围0~n1****************************** for n=0:n1; s=(n1-n)/n1; z=(r1+r2/s)^2+(x1+x2)^2; t=m1*u1^2*r2/s/k/z; plot(t,n,'-') hold on end end xlabel('转矩[N,m]');ylabel('转速[r/min]'); title('机械特性') grid on %************************设定x轴、y轴的间距 添加文字**************** axis([0 180 0 1600 ]) set(gca,'YTick',[0:100:1600]) gtext ('r1');gtext ('r2');gtext ('r3');gtext ('r4');gtext ('r1<r2<r3<r4');
三相异步电动机（绕线式）机械特性描述
1 本题假定频率不变，输入电压不变，改变转子电阻和输入电压时，观察机械特性变化 基础公式：
T em f { (SR 1 R 2 ) [ S(X
n1 n n1
2 Sm 1U 1 R 2 2 1
X
2
)] }
2
其中转差率 S
代入上式可以得到电磁转矩
Tem 和转速实时转速 n 的关系
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
% 设定参数如下： % 相数m1=3，极对数p=2，额定电压u1=380v， 额定频率f=50hz， %定子△型接法:额定转速n2=1458r/min % 定子电阻r1=1.375Ω, 转子电阻r2=1.2Ω, 正常运行时定子电抗x1=2.43Ω, 转子电抗x2=4.4Ω % 同步转速n1,转差率s %************************设定各个量数值********************* clc clear u1=380;f=50;r1=1.375;x1=2.43;x2=4.4;p=2;m1=3;n2=1458; n1=60*f/p; k=2*pi*f/p; %*******************转子电阻变化范围0.5~4.47****************** for i=1:4 if i==1 r2=0.5; elseif i==2 r2=1.2; elseif i==3 r2=2.1; elseif i==4 r2=4.047; end
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。
异步电动机直接转矩控制的MATLAB仿真研究
1 绪论
1.1 交流调速系统的主要类型
交流电机主要分为异步电机（即感应电机）和同步电机两大类，每类电机又有不同 类型的调速系统。 按电动机的调速方法分类常见的交流调速方法有： （1）降电压调速； （2）转差离合器调速； （3）转子串电阻调速； （4）绕线电机串级调速或双馈电机调速； （5）变极对数调速； （6）变压变频调速等等。 在研究开发阶段，人们从多方面探索调速的途径，因而种类繁多是很自然的。现在 交流调速的发展已经比较成熟，为了深入掌握其基本原理，就不能满足于这种表面上的 罗列，而要进一步探讨其本质，认识交流调速的基本规律。 电动机的能量转换类型 按照交流异步电机的原理，从定子传入转子的电磁功率可分成两部分：一部分是拖 动负载的有效功率，称作机械功率；另一部分是传输给转子电路的转差功率，与转差率 s 成正比。他们的公式关系见公式（1-1） 、 （1-2） 、 （1-3） 。 Pm = Pmech + Ps Pmech = (1 –s) Pm Ps = sPm
异步电动机的定子磁链模型 ………………………………………………………… 19 3.1 定子磁链模型 ………………………………………………………………… 3.2 转矩调节器与磁链调节器 …………………………………………………… 3.2.1 转矩调节器 …………………………………………………………… 3.2.2 磁链调节器 …………………………………………………………… 17 18 19 19
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异步电动机直接转矩控制 MATLAB 仿真研究
时） 。可是这类系统结构简单，设备成本最低，所以还有一定的应用价值。 ② 转差功率馈送型调速系统 在这类系统中， 除转子铜损外， 大部分转差功率在转子侧通过变流装置馈出或馈入， 转速越低，能馈送的功率越多，上述第（4）种调速方法属于这一类。无论是馈出还是 馈入的转差功率，扣除变流装置本身的损耗后，最终都转化成有用的功率，因此这类系 统的效率较高，但要增加一些设备。 ③ 转差功率不变型调速系统 在这类系统中，转差功率只有转子铜损，而且无论转速高低，转差功率基本不变， 因此效率更高，上述的第（5） 、 （6）两种调速方法属于此类。其中变极对数调速是有级 的， 应用场合有限。 只有变压变频调速应用最广， 可以构成高动态性能的交流调速系统， 取代直流调速；但在定子电路中须配备与电动机容量相当的变压变频器，相比之下，设 备成本最高[1]。
基于matlab异步电动机转矩控制
基于matlab异步电动机转矩控制
异步电动机转矩控制是控制电动机输出转矩的一种方法，其基本原理是通过控制电动机的电流来改变转矩。
以下是基于MATLAB的异步电动机转矩控制的简要步骤：
1. 建立电动机的数学模型，包括电动机的电路方程、转矩方程和速度方程等。
2. 设计转矩控制器，常见的控制器包括PID控制器和模型预测控制器。
根据电动机的转矩和速度参考值，通过控制输出电流来实现对转矩的控制。
3. 设计电流控制器，通过控制电压矢量的大小和相位来实现对电流的控制。
4. 进行仿真实验，使用MATLAB进行仿真，将设计的控制器与电动机模型相结合，并进行系统性能的评估和优化。
5. 实验验证，将设计好的控制器加载到实际的电动机控制系统中，并进行实验验证，调整参数以获得所需的转矩控制性能。
需要注意的是，异步电动机转矩控制是一个复杂的控制问题，需要综合考虑电动机的动态特性、电路参数的不确定性、控制器的设计和参数调整等因素。
在实际应用中，还需要考虑实时性、稳定性和鲁棒性等问题，并进行适当的控制策略优化。
基于MATLAB的异步电机变频调速系统的仿真与分析
基于MATLAB的异步电机变频调速系统的仿真与分析1. 引言1.1 研究背景异步电机是一种常见的电动机类型，在工业和家用电器中广泛应用。
随着电力系统的发展和电动机技术的进步，对异步电机的变频调速系统进行研究已成为一个热门领域。
变频调速系统可以根据实际需要调整电机转速，实现节能、精准控制和适应不同工况需求的目的。
随着现代工业的自动化程度不断提高，对电机的调速要求也越来越高。
传统的电压调速和机械调速方式已经无法满足实际需求，因此异步电机变频调速系统逐渐成为工业界的主流选择。
在此背景下，研究基于MATLAB的异步电机变频调速系统的仿真与分析具有重要意义。
通过对异步电机原理、变频调速系统设计和MATLAB仿真模型搭建等方面的研究，可以更好地了解和掌握这一技术，为实际应用提供理论支持和指导。
本文将对异步电机变频调速系统进行深入探讨，旨在为相关领域的研究和应用提供有益的参考和借鉴。
1.2 研究意义异步电机是工业中常用的电动机之一，其性能直接影响到生产效率和能源消耗。
变频调速系统能够实现电机转速控制，提高电机的运行稳定性和效率，减少能耗，降低维护成本。
基于MATLAB的异步电机变频调速系统的仿真与分析具有重要的研究意义。
通过仿真可以快速、灵活地模拟电机的工作情况，预测电机在不同工况下的性能表现，为设计和优化电机调速系统提供有力的依据。
通过仿真分析可以深入了解变频调速系统在不同参数和工况下的工作特性，为实际应用中的系统调试和优化提供指导。
对异步电机变频调速系统的研究可以推动电机控制技术的发展，促进工业生产的智能化和节能化，具有重要的社会和经济意义。
基于MATLAB的异步电机变频调速系统的仿真与分析不仅具有理论研究意义，还具有实际应用价值，对推动电机控制技术的发展和提高工业生产效率具有重要意义。
1.3 研究目的研究目的是为了探讨基于MATLAB的异步电机变频调速系统的仿真与分析，从而更深入地了解异步电机的工作原理和变频调速系统的设计方法。
三相异步电动机Matlab仿真..
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。
异步电动机直接转矩控制系统的MATLAB仿真
异步电动机直接转矩控制系统的MATLAB仿真一、本文概述随着电力电子技术和控制理论的不断发展，异步电动机直接转矩控制系统（Direct Torque Control, DTC）已成为电动机控制领域的重要研究方向。
该控制系统以其快速响应、高鲁棒性和简单的结构特性，在电力驱动、工业自动化、新能源汽车等领域具有广泛的应用前景。
本文旨在通过MATLAB仿真平台，对异步电动机直接转矩控制系统进行深入研究和探讨。
本文将首先介绍异步电动机直接转矩控制的基本原理和主要特点，包括其与传统矢量控制方法的区别和优势。
随后，将详细阐述异步电动机的数学模型，以及DTC系统中转矩和磁链的控制策略。
在此基础上，利用MATLAB/Simulink仿真软件，构建异步电动机DTC系统的仿真模型，并对仿真模型中的关键参数和模块进行详细设计。
本文的重点在于通过仿真实验，分析异步电动机DTC系统的动态性能和稳态性能，探讨不同控制参数对系统性能的影响。
将针对仿真结果中出现的问题和不足，提出相应的改进措施和优化策略，以提高DTC系统的控制精度和稳定性。
本文将对异步电动机直接转矩控制系统的未来发展趋势和应用前景进行展望，为相关领域的研究人员和工程师提供参考和借鉴。
二、异步电动机直接转矩控制系统理论基础异步电动机直接转矩控制系统（Direct Torque Control, DTC）是一种高效的电机控制策略，旨在直接控制电机的转矩和磁链，从而实现快速动态响应和优良的控制性能。
与传统的矢量控制相比，DTC具有算法简单、易于数字化实现、对电机参数变化不敏感等优点。
异步电动机DTC系统的理论基础主要建立在电机转矩和磁链的直接控制上。
在DTC中，通过检测电机的定子电压和电流，利用空间矢量脉宽调制（Space Vector Pulse Width Modulation, SVPWM）或滞环比较器（Hysteresis Comparator）等控制手段，直接计算出所需的电压矢量，以实现对转矩和磁链的快速调节。
基于MATLAB的异步电动机间接矢量控制系统的建模与仿真
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三相异步电机的效率一般指额定点工作点的 效率，但是，胶带输送机在运行过程中其负载常有 较大的波动，当负载率低于 60%时，电机效率有较 大下降。若能够使电机在轻载时也有较高的效率， 可以实现电机的节能运行。
３．２ 传动结构的创新 如前所述，传统的胶带输送机传动结构为“异 步电机 + 液力耦合器 + 减速器 + 滚筒”或“变频器 + 异步电机 + 减速器 + 滚筒”，能量传递中间环节多， 效率低，运行费用和维护成本高，不利于系统节能。 直驱式电机（Direct Drive Motor）系统是简化电 力传动系统的有效途径，即“无齿轮电机（Gearless Motor)+ 滚筒”的结构形式，是提高传动效率、简化传 动结构的最主要最有效方法，其最主要的措施是用 “ 高 效 低 速 大 转 矩 永 磁 同 步 电 机 ”(无 齿 轮 电 机 ， Gearless Motor)取代了传统三相异步电机，革命性的 抛弃了减速器、液力耦合器，使传动系统结构简化、 效率提高、噪音低、免维护，噪音低，且省去了定期
现励磁分量和转矩分量的解耦，并具有响应快，稳 态特性好等优点。
图 ４（ｃ） 空载起动 １ｓ 加载前后的转矩波形
由上述仿真波形可以看出，突加负载扰动 （15Nm）后，转矩马上突变，电流也相应增加，而转速 角频率下降 1rad/s，恢复时间 tv=0.43s，最后恢复为
参考文献： ［１］ 陈伯时．电力拖动自动控制系统—— —运动控制系
参考文献： ［１］ 张丽峥．无齿轮永磁同步变频驱动系统在井下胶
带输送机中的应用［Ｊ］．山西煤炭，２０１１（， ３）． ［２］ 牛玉卉． 变频技术在煤矿的应用及节能效果研
异步电机矢量控制Matlab仿真实验(矢量控制部分)
学号：课程设计题目异步电机矢量控制Matlab仿真实验（矢量控制部分）学院专业班级姓名指导教师2015年1月7日目录1 设计任务及要求 02 异步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统基本原理 02.1异步电动机矢量控制的基本思想 02.2异步电动机矢量控制系统具体分析 (1)2 坐标变换 (2)2。
1 坐标变换基本思路 (2)2。
2 三相-—两相坐标系变换 (3)2。
3 静止两相-—旋转正交变换 (4)3 转子磁链计算 (5)4 矢量控制系统设计 (6)4。
1 矢量控制系统的电流闭环控制方式思想 (6)4。
2 异步电动机矢量控制MATLAB系统仿真系统设计 (7)4。
3 PI调节器设计 (9)5 仿真结果 (10)5。
1 电机定子侧的电流仿真结果 (10)5.2 电机输出转矩仿真结果 (11)5.3 电机的转子速度及转子磁链仿真结果 (11)心得体会 (13)参考文献 (14)摘要异步电动机具有非线性、强耦合、多变量的性质,要获得高动态性能，必须从动态模型出发，分析异步电动机的转矩和磁链控制规律.异步电动机的物理模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统,需要用一组非线性方程组来描述，所以控制起来极为不便。
异步电机的物理模型之所以复杂，关键在于各个磁通间的耦合。
如果把异步电动机模型解耦成有磁链和转速分别控制的简单模型,就可以模拟直流电动机的控制模型来控制交流电动机。
矢量控制系统是一种优越的交流电机控制方式，它模拟直流电机的控制方式使得交流电机也能取得与直流电机相媲美的控制效果。
本文研究了按转子磁链定向矢量控制系统的电流闭环控制的设计方法.并用MATLAB进行仿真.关键词：异步电动机矢量控制电流闭环 MATLAB仿真异步电机矢量控制Matlab 仿真实验（矢量控制部分）1 设计任务及要求异步电动机额定数据：三相20050 2.21430r/min,14.6,0.877, 1.47s r V Hz kW N m R R •=Ω=Ω，，， 2015.0,2,8.160,,142.165m kg J n mH L L L mH L p m s r s •=====采用二相静止坐标系（α-β）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。
14-基于Matlab_Simulink的异步电动机间接矢量控制系统仿真
收稿日期:2008-09-04基金项目:辽宁省省教育厅科研项目(2008150).作者简介:丁丽娜(1977 ),女,吉林长春人,硕士,讲师,主要从事电器控制、电力系统自动化方面的研究.基于Matlab/Simulink 的异步电动机间接矢量控制系统仿真丁丽娜,高艳萍,谷 军(大连水产学院信息工程学院,辽宁大连 116023)摘要:对间接矢量控制理论进行分析,设计了异步电动机间接矢量控制系统.并用Matlab 对所设计的间接矢量控制系统进行建模与仿真,仿真结果表明:该控制系统实现了磁通与转矩解耦,系统的静、动态性能良好.关 键 词:异步电动机;间接矢量控制;M atlab 仿真中图分类号:TP391.9 文献标识码:A文章编号:1671-0924(2008)11-0146-04System Simu lation of Indirect Vector Control of AsynchronousMotors Based on Matlab/S imulinkDING Li na,GAO Yan ping,GU Jun(School of Information Engineering ,Dalian Fisheries University,Dalian 116023,Chi na)Abstract:This paper introduces the indirect vector control theory in detail,and designs the indirec t vector control system,which is modeled and simulated in Matlab.The simulation results show that the control system realizes decoupling between magnetic flux and torque,and has good static and dynamic perfor mance.Key words:asynchronous motor;indirect vec tor control;Matlab simulate 在交流调速传动的大背景下,矢量控制方法的提出使交流传动系统的动态性能得到了显著改善,这无疑是交流传动控制理论上一个质的飞跃.矢量控制分为直接矢量控制和间接矢量控制.在直接矢量控制系统中,系统复杂,而且控制效果也不是很好.间接矢量控制具有控制方法简单的优点,不需要进行磁通检测,像通常的转差控制方法一样,只要测出电动机转子的角频率 ,加上根据需要的转矩推算出应有的转差角频率 s ,以此控制定子电流的瞬时角频率 1= + s ,就能使电动机的电流和转矩迅速由原先的工作状态变到新的所需的工作状态.1 间接矢量控制理论矢量控制能够达到对异步电动机的转矩和磁 第22卷 第11期Vol.22 No.11重庆工学院学报(自然科学)Journal of Chongqing Institute of Technology(Natural Science)2008年11月Nov.2008场的快速响应和完全解耦控制.为了得到这样的解耦控制,在进行磁场定向时需要得到一个准确的相对于静止定子坐标系的旋转的转子磁通位置角.只有得到这个准确的位置角变量,才可能实现定子电流的转矩分量和励磁分量的完全解耦,通过独立的调节转矩分量和励磁分量来控制异步电动机的转矩和励磁,才可能得到像直流电机那样可以独立控制转矩和磁场的性能.在控制过程中,只要能使电机定子、转子或气隙磁场中有一个始终保持不变,电机的转矩就能和稳态工作时一样,主要由转差决定.如图1所示M 1-T 1轴被定位在定子上,而M 2-T 2则以同步角速度 1旋转.在任何情况下,T 2轴相对于T 1轴 角位置之处.角度 由转子角位置 和 sl 的总和给出,此处 =1d t,= d t, sl= sd t,由气隙磁通和转子漏磁通组成的转子磁通!^是对准M 2轴的,因此为了解耦控制,电流的定子磁通分量i m 1和电流的转矩分量i t 1要分别对准M 2轴和T 2轴.图1 用于间接矢量控制的相量根据旋转坐标系M 2-T 2的等效电路,可以写出下列方程:d !t 2d t+R 2i t 2+( 1- )!m 2=0d !m 2d t+R 2i m 2+( 1- )!t 2=0(1)此外!t 2=L r i t 2+L m i t 1,!m 2=L r i m 2+L m i m 1(2)由式(2)可得i t 2=1L r !t 2-L m L r i t 1,i m 2=1L r !m 2-L m L r i m 1(3)式(3)中的转子电流代入式(1)得d !t 2d t +R 2L r !t 2-L m L r R 2i t 1+ sl !m 2=0d !m 2d t +R 2L r !m 2-L m L r R 2i m 1+ sl !t 2=0(4)式中 s = 1- .对于解耦控制,最好是!t 2=d !t 2d t=0,!m 2=!^r =恒值,d !m 2d t=0式(4)可化简为 s =L m !^r (R 2L r)i t 1,L r R 2d !^rd t +!^r =L m i m 1(5)定子磁链可以写成!t 1=L m i t 2+L s i t 1,!m 1=L m i m 2+L s i m 1(6)将式(5)代入式(6),可以得到!t 1=(L s -L 2m L r )i t 1+L m L r !t 2!m 1=(L s -L 2m L r )i m 1+L m L r !m 2(7)作为定子电流和定子磁通的函数的转矩方程式是T e =32(n p2)(i t 1!m 1-i m 1!t 1)(8)式(7)代入式(8),以消去定子磁通.T e =32(n p 2)L mL r (i t 1!m 2-i m 1!t 2)(9)代入!t 2=0和!m 2=!^r ,转矩表达式为T e =32(n p 2)L m L r i t 1!^r(10)式(10)连同下面的力学方程式T -T L =(n p 2)J dd t (11)描述了如图2中所示在解耦控制条件下的电机模型.该模型与他励直流电机的相似显而易见. 间接矢量控制的系统结构图如图3所示.147丁丽娜,等:基于Matlab/Simulink 的异步电动机间接矢量控制系统仿真图2具有解耦控制的电机模型方块图3 间接矢量控制系统框图此处的电压运算指令是将异步电动机解耦后推导而来,电压运算指令为u *m 1=R 1i *m 1-L s 1i *t 1u *t 1=R !1i *t 1-L s 1i *m 1+L m L r !*r(12)其中R !1=R 1+L 2m /T 2L r ,对于旋转矢量角的确定,首先计算出转差频率,再与测得的电机转子频率相加得到同步角频率,经积分而得.2 间接矢量控制系统Matlab 真模型本控制系统的主要模块有速度调节模块、矢量变换模块、磁场定向角计算模块、电机模块等组成.每个模块都采用相应的Ma tlab 语言编写.在上述各个仿真模块的基础上可以得到异步电动机仿真系统连接框图如图4所示.仿真中电机的相关参数为R S =1.732∀,R r = 2.011∀,L S =(7.387+159.232)mH,L r =(9.732+159.232)mH,L m =159.232mH,P =4,J =0.001kg ∀m 2,B =0.0001N ∀m.sec/rad,T L =1N ∀m.在给定恒转矩负载仿真时,转矩标么值设为0.136,转速在0~0.256s 内的转速标么值设为0.3,在0.256~0.512s 内转速标么值改变为0.6,其相应的仿真波形如图5所示.图4 控制系统仿真连接框图148重庆工学院学报图5 恒转矩负载,改变转速时的波形3 结束语从以上的仿真波形可以看出,所设计的间接矢量控制系统完全实现了励磁分量和转矩分量的解耦,并具有响应快,稳态特性好等优点.在控制系统性能相同的情况下,采用间接矢量控制系统,用转差频率和测得的转速相加后积分来估计磁通相对定子的位置,结构比较简单,能实现励磁分量和转矩分量的解耦,所能获得的动态性能也可以达到直流双闭环控制系统的水平.参考文献:[1] 黄俊.电力电子变流技术[M].3版.北京:机械工业出版社,1995:10.[2] 李永东.交流电机数字控制系统[M].北京:机械工业出版社,2002.[3] 陶永华.新型PID控制及其应用[M]:2版.北京:机械工业出版社,2002:9.[4] 薛定宇.基于MATLAB/SIMULINK的系统仿真技术与应用[M].北京:清华大学出版社,2002.(责任编辑 陈 松)149丁丽娜,等:基于Matlab/Simulink的异步电动机间接矢量控制系统仿真。
异步电机调压调速系统的matlab仿真代码
异步电机调压调速系统的MATLAB仿真代码1. 介绍本文将为您介绍一个使用MATLAB进行异步电机调压调速系统仿真的代码，详细解释每个部分的功能和实现原理。
异步电机调压调速系统是工业中常见的电机控制系统，它可以用于调节电机的转速和输出功率。
本代码将使用MATLAB的Simulink库来建模和仿真这个系统。
2. 代码实现2.1. 模型建立首先，我们需要建立异步电机调压调速系统的模型。
在MATLAB的Simulink中，可以使用各种模块来构建模型。
在本代码中，我们将使用以下模块：•电机模型模块：这个模块表示实际的异步电机，包括电机的转子和定子等部分。
可以根据电机的参数进行设置。
•控制模块：这个模块对电机进行控制，包括调压和调速功能。
可以根据需要添加PID控制器等。
•信号源模块：这个模块用于提供输入信号，例如调速命令或负载变化信号。
将这些模块按照连接关系在Simulink中进行布置，并设置各个模块的参数，这样就构建了异步电机调压调速系统的模型。
2.2. 参数设置在进行仿真之前，需要设置各个模块的参数。
以下是几个常见的参数：•电机参数：包括电机的定子电阻、定子电抗、转子电阻、转子电抗等。
这些参数可以根据具体的电机型号进行设置。
•控制器参数：如果使用PID控制器，需要设置其比例系数、积分系数、微分系数等。
这些参数可以根据控制要求进行调整。
•信号源参数：例如调速命令的幅值和频率，负载变化信号的幅值和频率等。
根据实际情况进行参数设置，以满足系统对转速和输出功率的要求。
2.3. 仿真运行参数设置完成后，即可进行系统的仿真运行。
在Simulink中，可以选择不同的仿真算法和仿真时间，在仿真期间观察系统的动态响应和性能指标。
运行仿真之后，可以获取系统的输出结果，例如电机的转速和输出功率曲线。
根据需要，可以进行后续的分析和处理。
3. 总结本文介绍了一个使用MATLAB进行异步电机调压调速系统的仿真的代码实现。
通过构建模型、设置参数和运行仿真，可以方便地研究和分析系统的性能。
基于Matlab异步电动机矢量控制系统的仿真
基于Matlab转差频率控制的矢量控制系统的仿真概述：常用的电机变频调速控制方法有电压频率协调控制(即v／F比为常数)、转差频率控制、矢量控制以及直接转矩控制等。
其中，矢量控制是目前交流电动机较先进的一种控制方式。
它又有基于转差频率控制的、无速度传感器和有速度传感器等多种矢量控制方式。
其中基于转差频率控制的矢量控制方式是在进行U ／f恒定控制的基础上，通过检测异步电动机的实际速度n，并得到对应的控制频率f，然后根据希望得到的转矩，分别控制定子电流矢量及两个分量间的相位，对输出频率f进行控制的。
采用这种控制方法可以使调速系统消除动态过程中转矩电流的波动，从而在一定程度上改善了系统的静态和动态性能，同时它又具有比其它矢量控制方法简便、结构简单、控制精度高等特点。
Simulink仿真系统是Matlab最重要的组件之一，系统提供了标准的模型库，能够帮助用户在此基础上创建新的模型库，描述、模拟、评价和细化系统，从而达到系统分析的目的。
在此利用Matlab／Simulink软件构建了转差频率矢量控制的异步电机调速系统仿真模型，并对此仿真模型进行了实验分析。
矢量控制是目前交流电动机的先进控制方式，一般将含有矢量交换的交流电动机控制都称为矢量控制，实际上只有建立在等效直流电动机模型上，并按转子磁场准确定向地控制，电动机才能获得最优的动态性能。
转差频率矢量控制系统结构简单且易于实现，控制精度高，具有良好的控制性能、因此，早起的矢量控制通用变频器上采用基于转差频率控制的矢量控制方式。
基于此，本文在Mtalab/Simulink环境下对转差频率矢量控制系统进行了仿真研究。
1转差频率矢量控制系统由于异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。
转差频率矢量控制是按转子磁链定向的间接矢量控制系统，不需要进行复杂的磁通检测和繁琐的坐标变换，只要在保证转子磁链大小不变的前提下，通过检测定子电流和旋转磁场角速度，通过两相同步旋转坐标系(M-T坐标系)上的数学模型运算就可以实现间接的磁场定向控制。
matlab期末作业转差频率控制的异步电动机矢量控制系统的matlab仿真
统，包含了给定、PI调节器、函数运算、二相/三相坐标变换、PWM脉 冲发生器等环节，并给出了仿真结果。
关键字 matlab 异步电动机 矢量控制 转差频率
二、异步电动机的动态数学模型 异步电动机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系 统。在研究异步电 动机的多变量非线性数学模型时，常作如下的假设： 1） 忽略空间谐波，设三相绕组对称，在空间中互差120°电角 度，所产生的磁动势沿气隙周围按正弦规律分布。 2） 忽略励磁饱和，认为各绕组的自感和互感都是恒定的。 3） 忽略铁心损耗。 4） 不考虑频率变化和温度变化对绕组的影响。 无论电动机转子是绕线形还是笼形，都将它等效成三相绕线转子， 并折算到定子侧，折算后的定子和转子绕组匝数都相等。这样，电机绕 组就等效成图1所示的三相异步电动机的物理模型。图中，定子三相绕 组轴线A、B、C在空间是固定的，以A轴为参考坐标轴；转子绕组轴线 a、b、c随转子旋转，转子a轴和定子A轴间的电角度为空间角位移变 量。规定各绕组电压、电流、磁链的正方向符合电动机惯例和右手螺旋 定则。这时，异步电动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。
图2 转差频率控制的异步电动机矢量控制系统原理框图
图中：、分别为转子角频率给定和转子角频率负反馈；、分别为定子电 流的转矩分量和励磁分量；为转差角；为转差角频率；、分别为定子角 频率和转子角频率正反馈；、分别为定子电压的转矩分量和励磁分量。 按转子磁链定向二相旋转坐标系上的转子磁链电流模型是通过检测 定子三相电流和转速计算转子磁链，三相定子电流经3s/2r变换得到定子 电流的励磁分量和转矩分量。并由异步电动机的矢量控制方程式： (6) 通过矢量控制方程（6），可以计算电动机转差和定子频率（）， 电动机转子磁链。 从矢量控制方程式中可以看到，在保持转子磁链不变的控制下，电 动机转矩直接受定子电流的转矩分量控制，并且转差可以通过定子电流 的转矩分量计算，转子磁链也可以通过定子电流的励磁分量来计算。在 系统中以转速调节器ASR的输出为定子电流的转矩分量，并通过计算得 到转差。如果采取磁通不变的控制，则，由式（6）可得：，。 由于矢量控制方程得到的是定子电流的励磁分量，而本系统采用了 电压型逆变器，需要相应的将电流控制转换为电压控制，其变换关系为
异步电动机转差率间接控制matlab仿真
２ ． 转差 率控制 的基 本概 念 由 电力拖动 的基 本方程 式 ：
。
ｍ 恒 定 。另 一路 按 ｕ ｓ ＋ ＝６ ０ ｌ 产 生对 应 于 根 据基 本 运动 方程 式 ，控制 电磁 转矩 Ｔ ｅ 定子 频 率 １ 的控 制 电压Ｕ ｌ ，决 定逆 变 器 就 能控 ￥ Ｊ １ ｄ ｔ 。因此 ， 归根结 底 ，控 制调速 系 的输 出频率 。 统的动 态性 能就 是控制 转矩 的 能力 。 ４ ． 仿 真模型 的搭 建及 参数设 置 电机 额 定 有 功 Ｐ ｎ ＝ ２ ２ ３ ８ ｗ Ｗ ， 额 定 电压 Ｕｎ ＝ ２ ２ Ｏ ｖ，额 定频 率 ｆ ｎ ＝ ５ ０ Ｈ ｚ， 定 子 电阻 Ｒ ｓ ＝ Ｏ ． ４ ３ ５ Ｑ，定 子 漏感 Ｌ ｌ ｓ ＝ Ｏ ． Ｏ ０ ２ Ｈ ，转 子 电 阻Ｒ ＝ Ｏ ． ８ ｌ ６ Ｑ，转 子 漏 感Ｌ ｌ ＝ Ｏ ． ０ ２ Ｈ ， 电机 定 转 子互 感Ｌ ｍ ＝ ０ ． ０ ６ ９ Ｈ ， 电机 转 动惯 量 图１ 异 步电动 机稳 态等 效 电路 和感 应 电动势 ｊ ＝ ０ ． ０ ８ ９ Ｋ ｇ ｍ ２ ，摩 擦 系数 Ｆ ＝ ０ ． ０ ５ Ｎ ’ ｍ ｓ ， 电 电磁转 矩关 系 式： 机极对 数ｐ ＝ ２ 。 图２ 是 转 差频 率 间接 矢 量控 制 的 调速 系 统仿 真模 型 ，下 面介 绍各 部分 的建 模及 参数 由图 １ ． １ 异步 电动 机 稳 态 等效 电路 图可 设置 过程 。 『 ＿ ¨ 知：
中。
率的 正 比关系 ，可 以用 它表 明转 差角 频率 控 制的基 本概 念 但 是这 一正 比关 系必 须有 两 个 条件 才能 成立 ：首 先转差 角频 率 必须 较 小 ， 即控 制 系 统 必 须 对 限幅 ，使 其 满 足
异步电动机转差率间接控制matlab仿真
异步电动机转差率间接控制matlab仿真【摘要】本文对转差频率控制的异步电机矢量控制调速系统进行了研究分析和仿真。
使用matlab中的仿真工具箱simulink为基于转差矢量控制的异步电动机变频调速系统建立了仿真模型，给出了仿真结果。
【关键词】matlab仿真模型；simulink转差频率；矢量1.引言频调速的方法是异步电机最有发展前途的调速方法。
随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的不断发展，交流电机变频调速已经逐步取代直流电机调速，并经历了采用电压频率协调控制、转差频率控制、矢量控制以及直接转矩控制的发展过程。
其中，转差频率控制技术的采用，使变频调速系统在一定程度上改善了系统的静态和动态性能，同时它又比矢量控制方法简便，具有结构简单、容易实现、控制精度高等特点，广泛应用于异步电机的矢量控制调速系统中。
2.转差率控制的基本概念由电力拖动的基本方程式：（1-1）根据基本运动方程式，控制电磁转矩Te就能控制dt。
因此，归根结底，控制调速系统的动态性能就是控制转矩的能力。
图1异步电动机稳态等效电路和感应电动势电磁转矩关系式：（1-2）由图1.1异步电动机稳态等效电路图可知：（1-3）将（1-3）代入（1-2）中得：（1-4）将电机气隙电动势代入式（1-4）得（1-5）令并定义为转差频率，其中：为电机的结构常数，则式（1-5）可化为：（1-6）当电机稳定运行时，S值很小，可以认为，则转矩可近似表示为：（1-7）上式表明，在S很小的稳定运行范围内，如果能够保持气隙磁通不变，则有，从而控制了转差频率就相当于控制了转矩。
3.转差率控制规律上面只是近似地找到了转矩与转差角频率的正比关系，可以用它表明转差角频率控制的基本概念。
但是这一正比关系必须有两个条件才能成立：首先转差角频率必须较小，即控制系统必须对限幅，使其满足（5）式中，。
这是转差角频率控制的基本规律之一。
对限幅的功能由转速调节器实现。
第2个条件是气隙磁通必须保持恒定。
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异步电动机转差率间接控制matlab仿真
【摘要】本文对转差频率控制的异步电机矢量控制调速系统进行了研究分析和仿真。
使用matlab中的仿真工具箱simulink为基于转差矢量控制的异步电动机变频调速系统建立了仿真模型，给出了仿真结果。
【关键词】matlab仿真模型；simulink转差频率；矢量
1.引言
频调速的方法是异步电机最有发展前途的调速方法。
随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的不断发展，交流电机变频调速已经逐步取代直流电机调速，并经历了采用电压频率协调控制、转差频率控制、矢量控制以及直接转矩控制的发展过程。
其中，转差频率控制技术的采用，使变频调速系统在一定程度上改善了系统的静态和动态性能，同时它又比矢量控制方法简便，具有结构简单、容易实现、控制精度高等特点，广泛应用于异步电机的矢量控制调速系统中。
2.转差率控制的基本概念
由电力拖动的基本方程式：
（1-1）
根据基本运动方程式，控制电磁转矩Te就能控制dt。
因此，归根结底，控制调速系统的动态性能就是控制转矩的能力。
图1异步电动机稳态等效电路和感应电动势
电磁转矩关系式：
（1-2）
由图1.1异步电动机稳态等效电路图可知：
（1-3）
将（1-3）代入（1-2）中得：
（1-4）
将电机气隙电动势
代入式（1-4）得
（1-5）
令并定义为转差频率，其中：
为电机的结构常数，则式（1-5）可化为：
（1-6）
当电机稳定运行时，S值很小，可以认为，则转矩可近似表示为：
（1-7）
上式表明，在S很小的稳定运行范围内，如果能够保持气隙磁通不变，则有，从而控制了转差频率就相当于控制了转矩。
3.转差率控制规律
上面只是近似地找到了转矩与转差角频率的正比关系，可以用它表明转差角频率控制的基本概念。
但是这一正比关系必须有两个条件才能成立：首先转差角频率必须较小，即控制系统必须对限幅，使其满足（5）式中，。
这是转差角频率控制的基本规律之一。
对限幅的功能由转速调节器实现。
第2个条件是气隙磁通必须保持恒定。
异步电动机可以控制的量是定子电流I1，而I1中包含励磁电流分量I0和负载电流分量I’2，只有保持励磁电流分量I0恒定，才能使气隙磁通恒定。
而I0和I’2均难以直接测量，若能找到I0，I1和间的函数关系，当负载改变引起变化时，只要调节I1，使I0维持不变，问题便可以解决了。
通过电流调节器控制定子电流，以保持Φm恒定。
另一路按ωs+ω=ω1产生对应于定子频率ω1的控制电压Uω1，决定逆变器的输出频率。
4.仿真模型的搭建及参数设置
电机额定有功Pn=2238wW，额定电压Un=220v，额定频率fn=50Hz，定子电阻Rs=0.435Ω，定子漏感L1s=0.002H，转子电阻R’r=0.816Ω，转子漏感L’1r=0.02H，电机定转子互感Lm=0.069H，电机转动惯量J=0.089Kg.m2，摩擦系数F=0.05N.m.s，电机极对数p=2。
图2是转差频率间接矢量控制的调速系统仿真模型，下面介绍各部分的建模及参数设置过程。
仿真给定的定子转速为1400r/min时的空载启动的过程，其中电机的参数与第二章的相同。
该系统是一比较复杂的系统，收敛是仿真计算过程中经常出现的问题，对比各种计算方法，在启动0.35s时加载T=65N.M。
在仿真结果中，反映了在起动和加载过程中，异步电动机的转速，电流，和转矩的变化过程。
在起动中逆变器输出电压（线电压）逐步提高，转速不断上升，电流基本保持不变，异步电动机以给定的最大电流启动，在0.18秒时，转速稍有超调后就稳定在1400r/min，电流也下降为空载电流，逆变器输出电压也减小了。
电动机在加载后，电流和电压迅速上升，电动机转矩也随之增加，转速在略经调整后恢复不变。
也反映了电动机在启动过程中定子绕组产生的旋转磁场的变化状况。
还反映了各个控制模块输出信号波形的变化状况，经过2r/3s变换后的三相调制信号的幅值和频率在调节过程中是逐步增加的随频率的增加转速逐步提高，信号幅值的提高，保证了电动机电流在启动过程中保持不变。
此外，电动机在零状态启动时，电动机磁场有一个建立过程，在建立的过程中，磁场的变化是不规则的，这可引起转矩的大幅度变化。
由仿真波形图可见，通过矢量控制使电动机保持了恒转矩启动，并且改变ASR的输出限幅it*，最大转矩可以调节，为了减少仿真需要的时间，仿真中可以减小电动机的转动惯量，但是，过小的转动惯量，容易使系统发生振荡。
5.结论
交流变频调速的方法是异步电机最有发展前途的调速方法。
随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的不断发展，交流电机变频调速已经逐步取代直流电机调速，并经历了采用电压频率协调控制、转差频率控制、矢量控制以及直接转矩控制的发展过程。
其中，转差频率控制技术的采用，使变频调速系统在一定程度上改善了系统的静态和动态性能，同时它又比矢量控制方法简便，具有结构简单、容易实现、控制精度高等特点，广泛应用于异步电机的矢量控制调速系统中。
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