下载文档原格式
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。
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。
基金项目：福建省自然科学基金项目(2008J04016)作者简介：陈四连(1984- )，女，硕士研究生，研究方向为控制系统的控制策略；林瑞全(1971- )，男，副教授，硕士生导师，博士，研究方向为控制系统的控制策略； 丁旭玮(1987- )，男，硕士研究生，研究方向为控制系统的控制策略。
异步电动机变频调速系统的MATLAB建模与仿真摘 要：为了研究异步电动机正弦脉宽调制变频调速系统在不同频率作用下的速度响应曲线，分别利用MATLAB 软件中的SIMULINK、S-function 以及微分方程编辑器(DEE)等功能模块建立两相静止坐标系下的异步电动机仿真模型。
仿真结果表明，以上三种不同的建模方法效果是一样的，均是较为方便高效的异步电动机仿真方法。
关键词：异步电动机；正弦脉宽调制；SIMULINK 建模；S-function 建模；DEE 建模中图分类号：TM921.51 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2009)11-0032-04陈四连，林瑞全，丁旭玮(福州大学 电气工程与自动化学院，福建 福州 350108)CHEN Si-lian LIN Rui-quan, DING Xu-wei（College of Electrical Engineering and Automation, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China ）Abstract: In order to study speed response curves of asynchronous motor under different frequency actions, SIMULINK in MAT-LAB ,S-function and differential equation editor(DEE) etc functional Modular were used to establish asynchronous motor simula-tion model under two-phase stationary coordinate system. Simulation results show that the effects of the above three methods for modeling are the same and they are highly effective asynchronous motor simulation methods.Key words: asynchronous motor; sinusoidal pulse width modulation; SIMULINK modeling; S-function modeling; differential equation editor modelingMATLAB Modeling and Simulation of Frequency Control System forAsynchronous Motor在变频调速系统中异步电机是一个非线性、强耦合、高阶次的控制对象，如果忽略其非线性、强耦合、高阶次的条件，近似求出线性单变量动态结构，得到的控制系统的动态性能往往不高[1-2]。
………………………. …………. …………………山东农业大学 毕 业 论 文 基于Matlab/Simulink 的异步电动机交流调速系统模型设计及仿真 院 部 机械与电子工程学院 专业班级 电气工程及其自动化3班 届 次 20**届 学生姓名 学 号 指导教师 二0**年六月一日装订线……………….……. …………. …………. ………目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 研究目的及意义 (1)1.1.1 研究目的 (1)1.1.2 研究意义 (1)1.2 研究的背景 (1)1.3 国内外研究现状 (1)1.4 研究方法 (2)2 异步电动机的调速系统 (2)2.1 异步电动机调速系统的分类 (2)2.2 异步电机调速原理简介 (3)2.2.1 变极电动机 (3)2.2.2 变频调速 (3)2.2.3 转子串电阻调速 (3)2.2.4 调压调速 (3)2.3 各种异步电机调速的特点 (3)2.3.1 变极调速方法 (3)2.3.2 变频调速方法 (3)2.3.3 转子串电阻调速方法 (4)2.3.4 调压调速的方法 (4)3 异步电机调压调速模型设计 (4)3.1 异步电机调压调速的原理 (4)3.2 速度负反馈的交流调压调速系统 (5)3.3 调压调速系统的组成部分 (6)3.3.1 三相交流调压器 (6)3.3.2 同步脉冲触发器 (7)3.3.3 反馈环节 (7)4 三相交流调压调速系统的matlab仿真 (9)4.1 matlab简介 (9)4.2 Simulink库介绍 (9)4.3系统建模与仿真 (11)4.3.1 三相电源的建模及参数设置 (11)4.3.2 同步流脉冲触发器的建模与参数的设置 (12)4.3.3 三相交流调压电路的建模与参数设置及仿真 (13)4.3.4 电机模块的建模与参数设置 (14)4.3.5 转速反馈环节及给定环节的建模及参数设置 (15)4.4 带转速负反馈的三相交流调压调速系统的连接图 (15)4.5 仿真结果与分析 (15)5 结论 (19)参考文献 (21)致谢 (22)附录 (23)ContentsAbstract ........................................................................................ 错误！未定义书签。
基于MATLAB的异步电机变频调速系统的仿真与分析摘要：本文利用MATLAB软件对异步电机变频调速系统进行仿真与分析，通过建立模型、设计控制策略和进行性能评估，探讨了异步电机的调速系统在不同工况下的动态特性。
通过仿真分析，可以更好地理解异步电机的变频调速系统的工作原理和特性，并为实际应用提供理论参考。
一、引言异步电机是工业生产中常见的电动机之一，其主要应用在风机、水泵、输送带等设备中。
传统的异步电机是由交流电源直接供电，转速固定。
为了满足不同工况下的需求，提高系统的控制性能，现在常常采用变频调速技术来实现异步电机的调速。
变频调速系统可以通过改变电机的输入频率，来调节电机的转速和输出功率，实现对系统的精准控制。
二、异步电机变频调速系统的建模1. 异步电机的数学模型异步电机可以理解为一个轴对称的旋转电机，其运动方程可以简化为以下形式：\[T_{\text {电 }}=T_{\text {m机 }}-T_{\text {负载 }}-T_{\text {摩擦阻力 }}=J \cdot \frac{d \omega}{d t}\]T电表示电机的电磁转矩，Tm机表示电机的机械转矩，T负载表示负载转矩，T摩擦阻力表示摩擦转矩，J表示转动惯量，ω表示电机的角速度。
2. 变频调速系统的控制策略变频调速系统的控制策略一般包括速度闭环控制和电流矢量控制两部分。
速度闭环控制采用PID控制器，通过测量电机转速与给定转速进行比较，调节输出电压的频率和幅值，使电机实现闭环控制。
电流矢量控制则是根据电机的电流矢量和磁链方向，控制电机的输出电压和频率，实现对电机的精准控制。
3. 系统的建模与仿真为了进行仿真分析，需要建立异步电机变频调速系统的数学模型。
在MATLAB中，可以使用Simulink工具箱来进行建模。
通过搭建电机模型、控制算法和运动方程，可以建立完整的系统模型，并进行仿真实验。
三、仿真与分析1. 建立异步电机的模型需要建立异步电机的数学模型，并在Simulink中进行搭建。
宁波大学答题纸（20 13 —20 14 学年第 1 学期）课号： 101G08EA1 课程名称：MATLAB 应用技术 改卷教师： 朱莹 学号： 116040069 姓 名： 覃坤勇 得 分：基于MATLAB/SIMULINK 的异步电机矢量控制调速系统仿真1基本要求在分析异步电机的动态数学模型及矢量控制原理的基础上，利用Matlab/Simulink ，采用模块化的思想分别建立了电流控制型变频器模块、异步电机矢量变换模型、电流滞环PWM 控制模块、以及电流控制观察、速度调节等模块，再进行功能模块的有机整合，构成了交流异步电机矢量控制系统，并进行了仿真试验。
2 理论基础感应电机的数学模型是一高阶、非线性、强耦合的多变量系统，为便于研究，通常通过坐标变换使之简化。
根据交流电机理论，在忽略空间谐波、磁饱和、铁损以及频率和温度变化对绕组的影响的情况下，经过坐标变换，三相交流感应电动机在d-q 坐标系下的数学模型可用如下方程描述：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡∙⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡++--+=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡2211221111111100000t m t m r s m s r m m m S Sm m SS t m i i i i R L L p L R p L p L L p L R L L p L L p L R u u ωωωωωω （1） 式中，S L ，r L 分别为定子和转子的自感；1R ，2R 分别为定子和转子的电阻； m L 为定转子间的互感。
异步电机矢量控制中,被控的是定子电流因此,需要推导出定子电流分量和其他物理量的关系。
磁链方程如下：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡∙⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡221122110000000q d q d r mr m m S m Sq d q d i i i i L L L L L L L L ψψψψ （2）2211ψm m L p T i +=（3） 式中，2T 为转子励磁时间常数，即 22R L T r=。
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。
基于Matlab的异步电动机矢量控制系统的仿真研究交流调速系统、仿真建模、矢量控制1 引言交流调速技术在工业领域的各个方面应用很广，对于提高电力传动系统的性能有着重要的意义，由于电力传动系统的复杂性和被控对象的特殊性，使得对它的建模与仿真一直是研究的热点。
对其仿真研究不能像控制系统那样可用各环节简化传递函数来表示，这样会有很多重要环节被忽略，完全体现不了交流调速系统的整体结构和各个环节点上的信号状态。
对电气传动系统的建模仿真力求达到与实际系统相一致，MATLAB提供的SIMULINK中的电力系统工具箱（Powerlib）能很好地满足这一要求。
以往对电气传动系统的仿真研究主要集中在电机的建模和仿真[4][5]，最近，许多对复杂电力传动系统的建模仿真方法已提出，主要有运用仿真工具箱对电力传动系统建模仿真[7]和将电力传动系统的功能单元模块化的仿真建模[3]。
这些方法都是在Matlab/Simulink环境下，结合电力系统工具箱对复杂电力传动系统建模仿真，但是没有分析Powerlib运行原理。
状态空间分析方法对于电力传动系统的建模仿真是一种方便有效的方法，它被成功地应用到Powerlib中，能够完成复杂电力传动系统的建模仿真，并且能够方便的进行波形分析和控制参数的调节。
本文基于文献[6][8]，用状态空间方法分析Powerlib中各主要元件的建模原理，给出了Powerlib 模块的仿真原理和使用方法，并且基于异步电动机矢量控制系统实例描述了复杂电力传动系统建模仿真的过程，分析了仿真中的实际问题，通过改进仿真方法，提高了仿真效率。
2 电力传动系统的建模和状态空间描述电力传动系统的建模包括以下几个主要部分：电力逆变器、电力半导体开关、电动机以及控制系统。
对于一个含有非线性元素的电路（例如电力电子电路）不能直接用状态空间描述，然而可以把电力电子电路分成非线性和线性两部分，线性部分用状态空间描述，非线性部分用非线性模型描述。
