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异步电机的数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统[1]。
在研究异步电机的多变量数学模型时，常作如下假设：(1)三相绕组在空间对称互差ο120，磁势在空间按正弦分布； (2)忽略铁芯损耗；(3)不考虑磁路饱和，即认为各绕组间互感和自感都是线性的； (4)不考虑温度和频率变化对电机参数的影响。
异步电机在两相静止坐标系上的数学模型：仿真的基本思想是利用物理的或数学的模型来类比模仿现实过程，以寻求过程和规律。
在实际过程中，系统可能太复杂，无法求得其解析解，可以通过仿真求得其数值解。
计算机仿真是利用计算机对所研究系统的结构、功能和行为以及参与系统控制的主动者——人的思维过程和行为，进行动态性的比较和模仿，利用建立的仿真模型对系统进行研究和分析，并可将系统过程演示出来。
系统仿真软件MATLAB 不但在数值计算和符号计算方面具有强大的功能，而且在计算结果的分析和数据可视化方面有着其他类似软件难以匹敌的优势。
界面友好，编程效率高，扩展性强。
MATLAB 提供的SIMULINK 是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。
SIMULINK 的目的是让用户能够把更多的精力投入到模型设计本身。
它提供了一些基本的模块，这些模块放在浏览器里面，用户可以随时调用。
当模型构造之后，用户可以进行仿真，等待结果，或者改变参数，再进行仿真。
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，其动态和静态特性都相当复杂。
以下将介绍用SIMULINK 如何来建立三相异步电机的计算机仿真模型，为以后的系统仿真做好准备。
经过三相静止/两相静止坐标变换及两相旋转/两相静止坐标变换，可得异步电机在两相静止坐标系上的数学模型。
电压方程：⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+--+++=⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡βαβαβαβαωωωωr r s s r r r m m r r r r m r m m S m S r r s s i i i i P L R L P L L L P L R L P L P L P L R P L P L R u u u u 22110000磁链方程：⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡βαβαβαβαψψψψr r s s r mr m m sm s r r s s i i i i L L L L L L L L 00000000转矩方程：[])(0110βααββαβαr s r s m p r r s s m p e i i i i L n i i i i L n T -=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⋅= 转速方程：L e rp T T dt d n J -=ω式中： m m L L 123=—οβα、、静止坐标系上定子与转子绕组间的互感，m s s L L L 123+=σ—οβα、、静止坐标系上两相定子绕组的自感，m r r L L L 123+=σ—οβα、、静止坐标系上两相转子绕组的自感，1R 、2R —定、转子电阻，L T 为负载阻转矩，J 为机组的转动惯量，p n 极对数，r ω为电机转子的旋转角速度。
三相异步电动机数学模型的特点三相异步电动机数学模型是描述电机运动及其性能的理论模型，是电机工程中的基础知识。
其特点如下：
1.建立在定子和转子的磁场之间相互作用的基础上，将动态方程转换为矩阵形式求解。
这种模型主要考虑了电动机内部磁场与电流的关系，对电动机的运动和性能具有高度的预测准确性。
2.可分为同步电机模型和异步电机模型两种。
同步电机模型是指电机运转时旋转磁场与传递轴同步运动的模型，而异步电机模型则是指电机运转时旋转磁场与传递轴不同步的模型。
由于三相异步电动机更常见，因此它的数学模型最为完善和广泛使用。
3.三相异步电动机数学模型主要包括了电机的磁通方程、电流方程和转矩方程。
通过这些方程的联立，可以求解电机内部的磁通、电流和转矩等重要参数，从而预测电机运转的效率和性能。
4.该模型中，转子电阻的影响可以被忽略，只考虑了定子电容以及电阻对电机性能的影响。
这种假设的合理性取决于电机的工作条件
和实际情况。
同样，该模型也忽略了转子的转动惯量和摩擦阻力等因素，这些因素对电机性能的影响在实际应用中也需要考虑。
5.三相异步电动机数学模型是电机控制和设计过程中必不可少的
工具。
它可以用来分析电机的运行特点、计算电机的效率和负载能力、优化电机的控制策略等，具有重要的理论和实际意义。
总之，三相异步电动机数学模型是电机工程中的重要理论基础之一。
它具有高度的预测准确性，可以用来分析电机运行特性以及优化
电机控制策略等。
同时，在实际应用中也需要结合具体情况对模型进
行修正和改进，以获得更为准确的预测结果。
异步电机动态数学模型仿真报告姓名： 石俊 学号： 1107040155 专业： 电气工程及其自动化1. 鼠笼异步电动机参数：额定功率P N =3kW ，额定电压U N =380V ，额定电流I N =6.9A ，额定转速n N =1400r/min ，额定频率f N =50Hz ，定子绕组Y 联结。
定子电阻R s =1.85Ω，转子电阻R r =2.658Ω，定子自感L s =0.294H ，转子自感L r =0.2898H ，定、转子互感L m =0.2838H ，转子参数已折合到定子侧，系统的转动惯量J=0.1284kgm 2。
2. 公式推导状态方程s r ω--i ψ为状态变量 状态变量: Tr d r q s d s q ii ωψψ⎡⎤=⎣⎦X （式1） 输入变量: 1Ts ds q L u u T ω⎡⎤=⎣⎦U输出变量: []Tr ωψ=Y （式2）()1r q s qs s q mi L i L ψ=-（式3）rq i =()1sq s sq mL i L ψ-e T =()p sd sds sd sqsd sqS sd sq n i L i i i L i i ψψ--+（式4）=()p sq sdsd sq n i i ψψ-rdψ=r s r sd sd m m L L Li L L σψ-+ （式5）rq ψ=r s r sq sq m mL L Li L L σψ-+状态方程: d dt ω=()2pp sq sdsd sq L n n i i T ψψ--ＪＪ（式6）sdd dt ψ=1S sd sq sd R i u ωψ-++ sdd dtψ=1S sq sd sq R i u ωψ--+sd di dt =()111s r r s sdsd sq sd sq r rs s r sR L R L u i i L T L L L L ψωψωωσσσσ++-+-+sqdi dt=()111sq s r r s sq sd sq sd r r s s r su R L R L i i L T L L L L ψωψωωσσσσ++-+-+输出方程: Ｙ=Tω⎡⎣ （式7） 3.仿真模型建立图1整体模型图2 3/2变换模型图3 AC 电机模型图4 2/3变换模型4.仿真波形及分析图5异步电动机空载启动和加载过程转速仿真图00.51 1.52x 10450100150200250300350异步电动机空载启动和加载过程转速仿真图图6电磁转矩仿真波形由图5和图6可知，电动机空载启动时，转速迅速上升并达到稳定值314/min ，电磁转矩在转速上升时作衰减震荡，最后稳定值为零。
绕线异步发电机数学模型
绕线异步发电机是一种常见的电动机，它的运行原理和其他异步电机基本相同，不同之处在于其绕线结构，使得其电磁特性和机械特性有着显著的不同。
首先，我们来看一下绕线异步发电机的数学模型。
根据电磁理论，绕线异步发电机转子上的电极感应出的电动势可以表示为：e=-ωrΦs
其中，e表示电动势，ωr表示转子角速度，Φs表示定子磁通。
接下来，我们再来看一下转子电流的表示式：
i_r=(ωr-ωs)/Rr
其中，i_r表示转子电流，Rr表示转子电阻，ωs表示定子角速度。
由此可以得出，绕线异步发电机的转矩可以表示为：T=K(Φs/i_r)sinδ
其中，K为比例系数，δ为电机的功角。
在实际使用中，我们还需要考虑机械特性，比如转矩和转速之间的关系。
转矩可以表示为：
T=(3/2)Ss(ωs-ωr)/(2πf)
其中，Ss为定子槽数，f为电机运行的频率。
在绕线异步发电机中，由于定子绕组的不同，Ss的值也有所差别，因此电机的转矩也会
有所不同。
此外，电机的转速和电压之间也有一定的关系，转速可以表示为：
n=(120f)/p
其中，p为极对数，也是电机本身的设计参数。
由此可以看出，极对数越多，电机的转速也会越慢。
总体来说，绕线异步发电机的数学模型可以帮助我们深入理解其电磁特性和机械特性，为实际应用提供了一定的指导意义。
在选择电机时，我们需要根据实际需要考虑其转矩、转速、功率等方面的要求，找到合适的电机型号。
此外，在电机的维护和保养中，也需要关注其性能表现，及时进行调整和维修。
目录1异步电动机动态数学模型 (2)1.1三相异步电动机的多变量非线性数学模型 (3)1.1.1异步电动机三相动态模型的数学表达式 (4)1.1.2异步电动机三相原始模型的性质 (5)1.2坐标变换 (6)1.2.1坐标变换的基本思路 (6)1.2.2三相-两相变换（3/2变换） (7)2异步电动机在正交坐标系上的动态数学模型 (10)2.1静止两相正交坐标系中的动态数学模型 (10)2.2旋转正交坐标系中的动态数学模型 (12)2.3 异步电动机在正交坐标系上的状态方程 (14)3异步电动机模型仿真 (15)3.1AC Motor模块 (15)3.2坐标变换模块 (16)3.3仿真原理图 (20)4仿真结果及分析 (22)结论 (26)参考文献 (27)异步电动机动态数学模型的建模与仿真1异步电动机动态数学模型电磁耦合是机电能量转换的必要条件，电流与磁通的乘积产生转矩，转速与磁通的乘积得到感应电动势，无论是直流电动机，还是交流电动机均如此，但由于交、直流电动机结构和工作原理的不同，其表达式差异很大。
他励直流电动机的励磁绕组和电枢绕组相互独立，励磁电流的电枢电流单独可控，若忽略对励磁的电枢反应或通过补偿绕组抵消之，则励磁和电枢绕组各产 生的磁动势在空间相差 ，无交叉耦合。
气隙磁通由励磁绕组单独产生，而电磁转矩正比于磁通与电枢电流的乘积。
不考虑弱磁调速时，可以在电枢合上电源以前建立磁通，并保持励磁电流恒定，这样就可认为磁通不参与系统的动态过程。
因此，可以只通过电枢电流来控制电磁转矩。
在上述假定条件下，直流电动机的动态数学模型只有一个输入变量——电枢电压，和一个输出变量——转速，可以用单变量（单输入单输出）的线性系统来描述，完全可以应用线性控制理论和工程设计方法进行分析与设计。
而交流电动机的数学模型则不同，不能简单地采用同样的方法来分析与设计交流调速系统，这是由于以下几个原因。
1)异步电机变压变频调速时需要进行电压（或电流）和频率的协调控制，有电压（电流）和频率两种独立的输入变量。
异步电机的数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统[1]。
在研究异步电机的多变量数学模型时，常作如下假设：(1)三相绕组在空间对称互差 120，磁势在空间按正弦分布； (2)忽略铁芯损耗；(3)不考虑磁路饱和，即认为各绕组间互感和自感都是线性的； (4)不考虑温度和频率变化对电机参数的影响。
异步电机在两相静止坐标系上的数学模型：仿真的基本思想是利用物理的或数学的模型来类比模仿现实过程，以寻求过程和规律。
在实际过程中，系统可能太复杂，无法求得其解析解，可以通过仿真求得其数值解。
计算机仿真是利用计算机对所研究系统的结构、功能和行为以及参与系统控制的主动者——人的思维过程和行为，进行动态性的比较和模仿，利用建立的仿真模型对系统进行研究和分析，并可将系统过程演示出来。
系统仿真软件MATLAB 不但在数值计算和符号计算方面具有强大的功能，而且在计算结果的分析和数据可视化方面有着其他类似软件难以匹敌的优势。
界面友好，编程效率高，扩展性强。
MATLAB 提供的SIMULINK 是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。
SIMULINK 的目的是让用户能够把更多的精力投入到模型设计本身。
它提供了一些基本的模块，这些模块放在浏览器里面，用户可以随时调用。
当模型构造之后，用户可以进行仿真，等待结果，或者改变参数，再进行仿真。
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，其动态和静态特性都相当复杂。
以下将介绍用SIMULINK 如何来建立三相异步电机的计算机仿真模型，为以后的系统仿真做好准备。
经过三相静止/两相静止坐标变换及两相旋转/两相静止坐标变换，可得异步电机在两相静止坐标系上的数学模型。
电压方程：⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+--+++=⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡βαβαβαβαωωωωr r s s r r r m m r r r r m r m m S m S r r s s i i i i P L R L P L L L P L R L P L P L P L R P L P L R u u u u 22110000磁链方程：⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡βαβαβαβαψψψψr r s s r mr m m sm s r r s s i i i i L L L L L L L L 0000000转矩方程：[])(0110βααββαβαr s r s m p r r s s m p e i i i i L n i i i i L n T -=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⋅= 转速方程：L e rp T T dt d n J -=ω式中： m m L L 123=—οβα、、静止坐标系上定子与转子绕组间的互感，m s s L L L 123+=σ—οβα、、静止坐标系上两相定子绕组的自感，m r r L L L 123+=σ—οβα、、静止坐标系上两相转子绕组的自感，1R 、2R —定、转子电阻，L T 为负载阻转矩，J 为机组的转动惯量，p n 极对数，r ω为电机转子的旋转角速度。
