三相异步电动机Matlab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。

高温异步电机设计与性能分析High Temperature Induction Motor Design and PerformanceAnalysis学院：电气工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（教授）2012年 6 月摘要Abstract目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................................................ I I 目录 (I)第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 课题背景及意义 (1)1.2.1课题研究背景、目的及意义 (1)1.2.2课题国内外研究现状及趋势 (4)第2章三相单鼠笼异步电动机电磁计算 (6)2.1 额定数据及主要尺寸 (6)2.1.1参数的选择 (6)2.1.2电机的主要尺寸 (7)2.1.3定子绕组的计算 (9)2.1.4定子槽型的计算 (10)2.1.5转子绕组的计算 (11)2.2 磁路计算 (13)2.3 参数计算 (18)2.3.1线圈长度计算 (18)2.3.2电机定子绕组漏抗计算 (19)2.3.3电机转子绕组漏抗的计算 (21)2.3.4有效材料的计算 (22)2.3.5空载特性 (24)2.4 工作性能计算 (26)2.4.1电负荷计算 (26)2.4.2电机损耗计算 (27)2.4.3主要性能计算确定 (29)2.5 起动性能计算 (30)2.5.1起动时定子参数 (30)2.5.2起动时转子参数 (31)2.5.3起动参数的确定 (33)2.6 MATLAB语言结构 (34)第3章异步电机通过matlab的温度场分析 (35)3.1 matlab在电机设计和仿真中的应用 (35)3.2温度对异步电机的性能影响 (36)3.2.1. 温升 (36)3.2.2 发热 (37)3.2.3 环境温度对电动机的影响 (38)3.3 异步电动机温度场特性仿真结果 (38)第4章异步电机的ansoft仿真 (40)4.1. ansoft maxwell的介绍 (40)4.1.1 三维静电场分析(3D Electrostatic Field) (40)4.1.2 三维直流磁场分析(3D DC Magnetic) (40)4.1.3 涡流场分析(Eddy Current Field) (40)4.1.4 瞬态场(Transient Field） (40)4.2 Maxwell 仿真一般步骤 (40)4.3 Maxwell的仿真结果与分析 (41)4.3.1建立电机模型 (41)4.3.2 Rmxprt导入至Maxwenll 2D有限元模块 (42)4.4本章小结 (43)第5章结论 (44)参考文献 (45)致谢 (48)附录 (49)5.1 附录1 (49)5.2 附录2 (61)第1章绪论1.1 引言随着四个现代化的发展，工业生产的自动化程度提高，还需要大量各种各样具有高性能的控制电机作为自动化系统的控制元件或执行元件。

评分：_________课程报告电机与拖动基础学院机自学院专业电气工程及其自动化学号 15122204学生姓名张紫靓课程电机与拖动基础电机与拖动基础报告一、固有机械特性及降压Matlab程序如下：固有机械特性：U1=220;m=3;p=3;f1=50;R1=2.08;R20=1.53;X1=3.12;X20=4.25;s=-0.4:0.0001:1.5;n0=60*f1/p;n=n0-s*n0;T=(m*p*U1^2*R20./s)./(2*pi*f1*((R1+R20./s).^2+(X1+X20)^2)); title('故有机械特性')xlabel('电动机转速n/(r/s)')ylabel('电动机转矩T/(N*M)')plot(T,n);plot(-T,-n);hold on;MATLAB仿真图像：降压：m=3;p=3;f1=50;R1=2.08;R20=1.53;X1=3.12;X20=4.25;s=0:0.0001:1.5;n0=60*f1/p;n=n0-s*n0;for k=1:3if k==1;U1=220;else if k==2;U1=200;else U1=150;endendT=(m*p*U1^2*R20./s)./(2*pi*f1*((R1+R20./s).^2+(X1+X20)^2)); title('故有机械特性')xlabel('电动机转速n/(r/s)')ylabel('电动机转矩T/(N*M)')plot(T,n);hold on;endMATLAB仿真图：二、定子串电阻程序：U1=220;m=3;p=3;f1=50;R20=1.53;X1=3.12;X20=4.25;s=0:0.0001:1.5;n0=60*f1/p;n=n0-s*n0;for k=1:3if k==1;R1=2.08;else if k==2;R1=5.08;elseR1=10.08;endendT=(m*p*U1^2*R20./s)./(2*pi*f1*((R1+R20./s).^2+(X1+X20)^2)); title('故有机械特性')xlabel('电动机转速n/(r/s)')ylabel('电动机转矩T/(N*M)')plot(T,n);hold on;endMATLAB仿真图：三、定子串电抗：程序：U1=220;m=3;p=3;f1=50;R1=2.08;R20=1.53;X20=4.25;s=0:0.0001:1.5;n0=60*f1/p;n=n0-s*n0;for k=1:3if k==1;X1=3.12;else if k==2;X1=6.12;elseX1=10.12;endendT=(m*p*U1^2*R20./s)./(2*pi*f1*((R1+R20./s).^2+(X1+X20)^2)); title('故有机械特性')xlabel('电动机转速n/(r/s)')ylabel('电动机转矩T/(N*M)')plot(T,n);hold on;endMATLAB仿真图：四、转子串电阻U1=220;m=3;p=3;f1=50;R1=2.08;X1=3.12;X20=4.25;s=0:0.0001:1.5;n0=60*f1/p;n=n0-s*n0;for k=1:5if k==1;R20=1.53;else if k==2;R20=3.53;else if k==3R20=5.53;else if k==4R20=7.53;else k==5R20=10.53;endendendendT=(m*p*U1^2*R20./s)./(2*pi*f1*((R1+R20./s).^2+(X1+X20)^2)); title('故有机械特性')xlabel('电动机转速n/(r/s)')ylabel('电动机转矩T/(N*M)')plot(T,n);hold on;endMATLAB仿真图：。

异步电机调压调速系统的matlab仿真代码异步电机是一种常见的电动机类型，广泛应用于各个领域的工业控制系统中。

在工业生产中，对异步电机的调压调速系统进行仿真设计可以帮助工程师们更好地理解电机的工作原理，并且优化控制算法，提高电机的性能和效率。

本文将根据异步电机调压调速系统的需求，介绍如何使用Matlab进行仿真设计。

异步电机调压调速系统主要包括三个部分：电机模型、调速控制器和电源电压。

首先，我们需要建立电机的模型。

在Matlab中，我们可以使用Simulink来搭建电机模型。

在搭建电机模型之前，我们需要明确电机的参数，例如额定功率、额定转速、定子电阻、定子电感、转子电阻、转子电感等。

根据这些参数，我们可以使用Simulink中的“Synchronous Machine”模块来搭建电机模型。

通过调整模块的参数，我们可以设定电机的额定功率和转速。

此外，我们还可以通过添加噪声、扰动等，模拟电机在实际工况下的运行情况。

接下来，我们需要设计调速控制器。

常见的调速控制算法有PID控制、模糊控制、自适应控制等。

在Matlab中，我们可以使用Simulink中的“PID Controller”模块来实现PID控制算法。

在使用PID控制器模块之前，我们需要根据电机的特性调整控制器的参数，例如比例系数、积分时间和微分时间。

通过不断调整参数和观察仿真结果，我们可以优化控制器的性能，实现电机的稳定调速。

最后，我们需要模拟电源电压对异步电机的影响。

在实际应用中，供电电压的波动会对电机的转速和输出功率产生影响。

在Matlab中，我们可以通过添加波动的直流电压源来模拟这种影响。

通过调整电压源的幅值和频率，我们可以观察电压波动对电机转速和输出功率的影响。

这对于调压调速系统的设计和优化非常重要。

在完成上述步骤后，我们可以对整个异步电机调压调速系统进行仿真。

通过控制器和电源电压的输入，我们可以观察电机的转速、输出功率和电流等参数的变化情况。

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。

异步电机调压调速系统的matlab仿真代码一、引言异步电机调压调速系统是工业控制领域中的一个重要研究方向，其应用范围广泛，包括电动汽车、风力发电等。

本文将介绍异步电机调压调速系统的matlab仿真代码。

二、异步电机模型1. 模型简介异步电机是一种常见的交流电动机，其转子和定子之间没有直接的电连接。

异步电机的转速受到供电频率和负载转矩的影响。

在matlab中，可以使用simscape库中的Asynchronous Machine模块来建立异步电机模型。

2. 建立模型在matlab中，打开simscape库并选择Asynchronous Machine模块。

将该模块拖入工作区，并设置参数，如额定功率、额定转速等。

然后连接输入端口和输出端口以完成建模。

三、PID控制器设计1. 控制器简介PID控制器是一种常见的反馈控制器，通过比较设定值和实际值之间的差别来计算控制信号。

在matlab中，可以使用Control System Toolbox库中的PID Controller对象来设计PID控制器。

2. 设计方法首先需要确定调节参数Kp、Ki和Kd。

可以使用试错法或者自适应控制方法来确定这些参数。

然后在matlab中使用PID Controller对象，并设置控制器参数。

四、调压调速系统仿真1. 系统简介异步电机调压调速系统是由异步电机、PID控制器和电源等组成的一个闭环控制系统。

其目的是通过控制电机的转速和电压来实现负载转矩的精确控制。

2. 仿真方法在matlab中，可以使用Simulink库来建立异步电机调压调速系统模型。

将异步电机模型和PID控制器模型连接起来，并添加输入信号和负载转矩信号。

然后运行仿真，并分析结果。

五、总结本文介绍了异步电机调压调速系统的matlab仿真代码，包括建立异步电机模型、设计PID控制器以及建立闭环控制系统模型并进行仿真。

这些内容对于工业控制领域的研究和应用具有重要意义。

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。

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。

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，scope3.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。

摘要随着电力电子器件的产生，异步电机的调速问题得到了很好的解决，调速性能甚至优于直流电机，电力电子器件的产生给异步电机的调速问题带来了福音。

异步电机的调速有多种方法，转速开环恒压频比控制是交流电动机变频调速最基本的一种控制转速方式，在一般的变频调速装置里面都嵌入有这项功能，工作方式为恒压频比的调速方式能满足大多数场合交流电动机调速控制的要求，使用起来也相对方便，是通用变频器的基本模式。

但在低压时候需要一定的补偿电压，采用恒压频比控制，在基频以下的调速过程中的转差率会保持不变，电动机的所以会机械特性会相对较硬，电动机有较好的调速性能。

正选脉冲宽度调制三相逆变电路，是一种以三角波做载波的应用冲量等效原理而获得理想交流电源的电路装置，在调制比与载波比一定的条件下，通过调节外加直流电源的大小就可以获得在额定频率下产生额定电压的正选电压波，通过调节正弦波的频率就可以得到理想的电压频率波，而且调节输入正弦波的频率能得到线性的输出电压幅值。

MATLAB在电气领域中的运用随处可见，在这里可以运用MATLAB里的Simulink仿真出具体的模型，通过示波器来观察具体的波形，从而进行进一步的分析。

关键词：异步电动机,变频调速，MATLAB 仿真，正弦脉冲宽度调制bstractWith the generate of power electronic devices,Asynchronous motor speed control issues have been solved well,Velocity modulation performance even better than the DC motor,Can be said that the generation of the power electronic devices brought the gospel to the asynchronous motor of its speed control.There are several methods to control the asynchronous of its speed,The open-loop and constant V/F is the basic control way of the AC motor,Generally frequency control devices have this feature , The control way constant of V/F can fit the most occasions to AC motor speed control requirements, and easy to use, and is the model of general-purpose inverters. However, it need a certain amount of compensation voltage, The control way of the constant V/F can keep the slip of the AC motor constant, so the mechanical characteristics of the motor is hard, the motor has good velocity modulation performance.Sine pulse width modulated three-phase inverter circuit, use the triangular wave to be the carrier and the impulse equivalence principle to obtain the desired AC power circuit way, when the modulation ratio and carrier ratio are constant, by adjusting the applied DC power, the size rate frequency and rated voltage can be selected .We canobtain ideal voltage frequency wave just by adjusting the frequency of the sine wave, and we also can obtain linear output voltage amplitude by adjusting the frequency of the sine wave. The use of MATLAB in the electrical field can be found everywhere, we can use the Simulink model in MATLAB to simulate specific model, and oscilloscope can be used to observe the waveform for further analysis Keywords:Asynchronous motor,frequency conversion velocity modulation, MATLAB simulation,sine pulse width modulation目录摘要 (I)ABSTRACT (I)1 绪言1.1课题背景 (1)1.2课题研究的目的和意义 (1)2系统设计方案的研究2.1系统的控制特性与系统要求 (3)2.2系统的实现原理 (4)2.2.1三相逆变器输出电压和波形的SPWM控制 (4)2.2.2异步电机的变压变频调速原理与其机械特性 (5)2.3系统实现方案分析 (10)3 MATLAB模块设置及仿真3.1 MATLAB介绍 (12)3.2 MATLAB模块选用以及参数设置 (13)3.3 仿真结果图形及其分析 (21)总结 (29)致谢 (30)参考文献 (31)1 绪言1.1 课题背景在过去的很长一段时间里，异步电机的调速问题一直很难解决，在需要用到电机的调速系统时候往往是用直流电动机代替，而又因为直流电机存在电刷，在电机的运行过程中容易产生火花对电机的寿命产生影响，在电力电子逆变电路产生之前，这个问题一直得不到很好的解决。

《基于MATLAB的三相异步电动机的建模与仿真研究》工作特性，然后对基于基于MATLAB的三相异步电动机的建模与仿真进行了重点分析，以供广大读者参考。

【关键词】MATLAB 三相异步电动机建模仿真1 MATLAB简介MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，可以为三相异步电动机提供数值计算能力、专业水平的符号计算功能、可视化建模和仿真等功能。

矩阵是MATLAB的基本数据单位，其指令表达形式类似于数学和工程中用到的，所以相比较C语言而言，MATLAB的结算问题能力更便捷。

目前的MATLAB包含了数百种以上的内部函数主包和三十多种工具包，后者又可以分为学科工具包和功能性工具包，从而实现处理可视化建模仿真、实时控制、文字处理等各项功能。

MATLAB还有着很强的开放性，其内部的主包和工具包都属于可读可修改文件，从而方便用户将源程序的修改加入到自己编写的程序中。

2 异步电动机基本原理和工作特性三相异步电动机主要由定子和转子构成，二者之间有一个比较小的空气隙。

当对称三相绕组接到对称三相电源以后，空气隙就可以建立同步转速和旋转磁场。

旋转磁场会切割转子导体，而后者就会产生感应电势，再加上转子绕组属于闭合状态，所以电流会从转子导体中通过。

电流和旋转磁场之间会产生电磁力，并作用于转子导体，其方向与旋转磁场方向保持一致。

异步电动机工作特性是指在额定电压和额定频率的情况下，电动机转速、定子电流、功率因数、电磁转矩等方面的关系。

首先从转速特性方面来看，在空载状态下，转子电流接近零，所以处于同步转速状态下，而随着负载的增加，转速会逐渐下降，因此转速特征是一条稍向下倾斜的曲线。

其次从定子电流特性方面来分析，如果处于空载状态下，定子电流就全部是励磁电流；并且随着负载的增加，定子电流也会增加。

最后从功率因数特性的方面来看，异步电动机的功率因数处于滞后状态，如果处于空载情况下，电动机的功能因素就比较低；随着负载的增加，电动机的功率因数也会提高，直到额定负载状态下会达到最大值。

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。

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。

三相异步电机实验
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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。

前言 (1)1异步电动机动态数学模型 (2)电压方程 (2)磁链方程 (3)转矩方程 (5)运动方程 (6)2坐标变化和变换矩阵 (7)三相一两相变换（3/2变换） (7)3异步电动机仿真 (8)异步电机仿真框图及参数 (8)异步电动机的仿真模型 (10)4仿真结果 (14)5结论 (15)参考文献 (16)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。

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a B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Q B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a B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。

电压方程三相定子绕组的电压平衡方程为(1-1)u c=i Q RA dr三相转子绕组折算到定子侧后的电压方程为〃广西,十吆drat…R r+/ drII B , u c , u a , u h, u e一定子和转子相电压的瞬时值；一定子和转子相电流的瞬时值；忆I, W B，Wc，九，九，匕一各相绕组的全磁链；Rs, Rr一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” 略，以下同此。