异步电机调压调速系统的matlab仿真代码

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。

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。

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仿真是电机运行过程中必不可少的一部分。

这种仿真可以帮助电机设计工程师在早期发现可能出现的运行问题，提前解决电机运行过程中的问题，优化电机的性能，以提升整个电力系统的运行效率。

在matlab中进行异步电机调压调速系统的仿真，首先需要建立一个电机的数学模型。

该模型包括电机的运动方程、电气方程和机械输出方程。

在该模型中，电机的参数应该是可以变化的，这样可以根据实际情况更改电机的参数。

电机调度、控制器和控制逻辑应该也要在模型中完整地描述，以充分模拟电机的工作状态。

仿真的基本步骤是：首先需要对电机进行初始化，加载电机的原始参数和初始状态。

然后，电机通过控制器获得一个控制信号，以达到目标转速或负载。

控制信号通过模型传递到电机的反应器，该反应器将将其转化为电力进行驱动。

电机运行，仿真软件不断地对电机状态进行更新，以模拟出电机在各种工作状态下的实际运行情况。

最后，仿真软件将输出电机的运行数据和工作状态，以帮助电机设计工程师进行模拟和评估。

在matlab中，可以使用Simulink系统来建立异步电机调压调速模型，并对其进行仿真。

Simulink是一种可视化的仿真平台，它允许直观地建立和修改电机模型的控件，从而快速对电机进行调试和优化。

在具体的仿真代码中，通常需要包括以下内容：1. 定义模型：在matlab或Simulink中定义电机的数学模型，并确定所需的自变量和参数。

代码中应包括电机运动方程、电气方程和机械输出方程等模型方程。

2.参数：将电机的初始参数和运行条件输入到模型中，包括电机的转速和负载、电气参数、转子电阻和电抗等等。

3. 控制器输入：对于调度系统和控制器进行建模，并将控制器输入参数添加到模型中。

4. 环路控制：添加完善的环路控制和控制逻辑，以确保模型的正确性，并保证仿真数据的准确性。

5. 数据输出：将仿真数据输出到matlab的工作空间中，并通过matlab的工具箱进行分析和处理。

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。

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]。

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。

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。

台南山学院烟台烟电机与拖动课程设计题目基于Matlab的双闭环三相异步电动机的串级调速仿真姓名：庞超所在学院：计算机与电气自动化学院所学专业：自动化班级：09自动化02班学号： 200902010210指导教师：刘丽丽完成时间： 2012-9-23任务书电机与拖动是自动化专业的一门重要专业基础课。

它主要是研究电机与电力拖动的基本原理，以及它与科学实验、生产实际之间的联系。

通过学习使学生掌握常用交、直流电机、变压器及控制电机的基本结构和工作原理；掌握电力拖动系统的运行性能、分析计算，电动机选择及实验方法等。

电机与拖动课程设计是理论教学之后的一个实践环节，通过完成一定的工程设计任务，学会运用本课程所学的基本理论解决工程技术问题，为学习后续有关课程打好必要的基础。

一、设计课题基于Matlab的异步电动机调压调速系统的仿真二、课程设计的基本要求1．使学生具有自主设计电路原理读图、查阅参考书籍和手册及资料文献的能力。

2．设计、计算、文件选取、画出设计电路图3．撰写严谨的、有理论根据的、实事求是的、文理通顺的字迹端正的电机与拖动课程设计报告。

三、电机与拖动课程设计时间1．设计电路原理读图、查阅参考书籍和手册及资料文献（1.5天）。

2．设计、计算、文件选取、画出设计电路图（1.5天）。

3．验收及校验（0.5天）4．完成课程设计报告（1.5天）四、课程设计报告要求课程设计报告要求字迹工整、文字通顺；其撰写内容包括：1．目录2．课程设计所用的基本知识3．参数计算、电路设计等。

4．总结5.参考文献摘要本文所讨论的是双闭环三相异步电动机的串级调速的基本原理与实现方法。

对于一般交流电动机的调速，我们都是从电动机的定子侧引入控制变量（改变定子供电电压、频率）来实现的，这对于转子处于短路状态的交流鼠笼型转子异步电动机是唯一途径。

但是，对于绕线式异步电动机来说，由于改变其转子绕组控制变量以实现调速，转子侧的控制变量有电流、电动势、电阻等。

综合性设计型实验报告实验名称：三相异步电动机调压调速姓名：学号：专业：所在院系：指导教师：实验时间：综合性设计型实验报告系别：班级：2011 —2012学年第 1 学期学号姓名指导教师课程名称综合设计型实验课程编号062030227实验名称三相异步电动机调压调速实验类型综合设计型实验地点实验时间2011年12月13—24日实验内容：（简述）一、三相异步电动机转速电流双闭环调压调速系统仿真实验1.绕线形异步电动机转子串电阻时的人为机械特性仿真。

2异步电机开环调压调速系统特性仿真。

3.异步电机双闭环调压调速系统的特性仿真。

4.三相异步电动机的制动特性仿真实验目的与要求一、实验目的：了解三相异步电动机调压调速原理，熟悉三相异步电动机调压调速系统组成，运用Matlab仿真软件进行三相异步电动机调压调速系统开环、转速单闭环和转速、电流双闭环的仿真实验。

二、实验要求：1、了解并熟悉双闭环三相异步电机调压调速系统的原理及组成2、了解转子串电阻的绕线式异步电机在调节定子电压调速时的机械特性。

3、通过三相异步电动机的仿真，进一步理解交流调压调速系统。

设计思路：（设计原理、设计方案及设计流程）一、设计原理1.三相异步电动机调速原理对于可调速的电力拖动系统，工程上往往把它分为直流调速系统和交流调速系统两类。

所谓交流调速系统，就是以交流电动机作为电能—机械能的转换装置，并对其进行控制以产生所需要的转速。

三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。

交流异步电动机机械特性的参数表达式如下：变压调速是异步电动机调速方法中的一种，由三相异步电动机机械特性参数表达式可知，当异步电动机等效电路的参数不变时，在相同点的转速下，电磁转矩e T 与定子电压S U 的平方成正比，因此，改变定子外加电压就可以机械特性的函数关系，从而改变电动机在一定负载转矩下的转速。

2. 三相异步电动机的能耗制动原理将运行着的异步电动机的定子绕组从三相交流电源上断开后，立即接到直流电源上。

基于MATLAB_SIMULINK的异步电机矢量控制调速系统仿真优秀doc资料文章编号:100022472(2000022*******基于M AT LAB SI M U L I NK的异步电机矢量控制调速系统仿真Ξ杨洋,张桂香(湖南大学机械与汽车工程学院,湖南长沙410082摘要:从异步电机矢量控制数学模型入手,介绍一种基于M A TLAB S I M UL I N K的异步电机按转子磁场定向的矢量控制系统仿真模型Λ该模型可通用于异步笼型电机,使用时只需输入不同电机参数即可Λ通过仿真实验验证了模型的正确性Λ关键词:异步电机;矢量控制;M A TLAB S I M UL I N K;仿真中图分类号:TM921.51文献标识码: ASi m ulati on of V ector Control Inducti on M otor A djusting Syste m Based on M A TLAB S I M UL I N KYAN G Yang,ZHAN G Gui2x iang(Co llege of M echan ical and A utomo tive Engineering,H unan U n iv,Changsha 410082,Ch inaAbstract:A si m ulati on model of vecto r con tro l inducti on mo to r adjusting syste m w ith the reference fra m e fixed to the ro to r is established.T he model can beconven ien tly used by inputting p roper mo to r para m eters.Si m ulati on s show the validity of the model.Key words:inducti on mo to r;vecto r con tro l;M A TLAB S I M UL I N K;si m ulati on0引言矢量控制理论的提出使异步电机调速性能达到甚至超过直流电机调速性能成为可能,而且运用矢量控制已成为当今交流变频调速系统的主流Λ在进行复杂的系统设计时,采取计算机仿真方法来分析和研究交流调速系统性能是非常有效和必要的Λ传统的计算机仿真软件包用微分方程和差分方程建模,直观性、灵活性差,编程量大,操作不便ΛM A TLAB是一个高度集成的软件系统,集科学计算、图象处理、声音处理于一体,具有极高的编程效率ΛM A TLAB提供的S I M UL I N K是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包,它具有模块化、可重栽、可封装、面向结构图编程及可视化等特点,可大大提高系统仿真的效率和可靠性ΛS I M UL I N K提供有Sink s(输出方式、Source(输入源、Ξ收稿日期:2000202229作者简介:杨洋(1970-,女,湖南长沙人,湖南大学硕士生.D iscrete (离散时间环节、L inear (线性环节、N on linear (非线性环节、Connecti on s (连接与接口、Ex tra (其他环节子模型库Λ用户可以方便定制和创建自己的模型、模块Λ在多种矢量控制方法中,按转子磁场定向的矢量控制运用较为普遍,本文将结合这种矢量控制和S I M UL I N K 的特点,介绍一种异步电机按转子磁场定向的矢量控制系统的建模仿真方法Λ模型将为同类调速系统提供有效、可靠的研究分析依据Λ1异步电机矢量控制系统的仿真模型异步电机的矢量控制相当于把直流电机换向器的功能通过控制的方法来实现,从而达到磁通和转矩单独控制的目的Λ根据感应电机的坐标变换理论,在三相坐标系下的定子输入的电流通过3s 2r 交换,由三相静止坐标变换为两相垂直的静止坐标,再通过从两相静止坐标系到两相旋转坐标系M ,T 轴的变换,并且使得M 轴沿转子总磁链矢量的方向,最终获得等效成同步旋转坐标系下的直流电流i m 1,i t 1,这样异步电机通过坐标变换,变成一台由i m 1,i t 1输入的直流电机Ζ矢量控制系统的构想就是模仿直流电机的控制方法,求得直流电机的控制量,经过相应的坐标反变换,重新获得三相输入电流(或电压,就能控制异步电机了Ζ根据异步电机理论,经坐标变换后,笼型异步电机在同步旋转坐标上按转子磁场定向的电压矩阵方程(转子短路,u m 2=u t 2=0为u m 1u t 10=R 1+L s p -Ξ1L s L m p -Ξ1L m Ξ1L s R 1+L s p Ξ1L m L m p L m p 0R 2+L r p 0Ξs L m 0Ξs L r R 2i m 1i t 1i m 2i t 2(1电机转子磁链与电流的关系为L m i m 1+L r i m 2=Ω2(2L m i t 1+L r i t 2=0(3将(2代入(1中第3行中,得:i m 2=-p Ω2R 2(4再代入(2解出i m 1:i m 1=-T 2p +1L m Ω2或得:Ω2=L m T 2p +1i m 1(5由式(1第4行可得:i t 2=-L m L r i t 1(6而由式(3第4行Ξs =-R 2Ω2i 2(7可将(6代入(7,并考虑到T 2=L r R 2,则Ξs =-L m i t 1T 2Ω2(8电机的电磁转矩公式为:T e =Mp L m L r i t 1Ω2(9电机运动方程为:T e -T l =J N pd Ξ d t (10其中,R 1,R 2为定转子电阻;T 2为转子励磁时间常数,T 2=L r R 2;L m 为定转子等效绕组间15第2期杨洋等:基于M A TLAB S I M UL I N K 的异步电机矢量控制调速系统仿真的互感,L m =(3 2L m 1;U m 1,U m 2为M T 轴坐标系中M 、T 轴定子电压;L s 为定子等效绕组的自感,L s =L m +L 11;i m 1,i t 1,i m 2,i t 2为M T 轴坐标系中M 、T 轴定向转子电流;L r 为转子等效绕组的自感,L r =L m +L 11;T e 电磁转矩;Ξ1为定子转速;N p 为极对数;Ξs 为转差;J 为转动惯量;Ξ为转子转速;Ω2为转子总磁链Ζ由上述式子可知,由于M T 坐标按转子磁场定向,在定子电流的两个分量之间实现了解耦,i m 1唯一决定磁链Ω2,当磁通不变时,i t 1则只影响转矩,与直流电机中的励磁电流和电枢电流相对应Ζ式(5,(8,(9,(10就是矢量控制的基本数学模型Ζ根据这些推导的式子,可以画出异步电机变压变频矢量控制系统结构图(图1Ζ图1中异步电机矢量变换数学模型如图2Ζ图2的模型中除根据(5,(9式绘得分解成磁通和转速的直流电机模型外,由转子频率和转差频率相加,得到定子频率信号,再经积分,即获得转子磁链的相位信号5,这是坐标变换所不可缺的参数Ζ如果将式(1展开,并代入式(2,(3,我们可以写出异步电机按转子磁场定向情况下的状态变量方程X α=A (Ξ1X +B U(11式中X =i m1i t 1Ω2,A (Ξ=ZΞ1L m R 2ΡL r -Ξ1-R 1L r ΡL m Ξ1ΡR 2L mL r 0-R 2L r ,B =L r Ρ00L r Ρ00,U =u m 1u t 1,Z =R 1L 2r +R 2L 2m ΡL r ,Ρ=L s L r -L 2m 从状态方程可以看出这是一个线性时变系统,虽然S I M UL I N K 中提供有状态方程模块,但主要是针对定常系统的,所以在S I M ULI N K 中用状态方程仿真电机系统较为不便Λ如希望用状态方程仿真,可直接在M A TLAB 中用M 文件编程建立仿真系统,只不过系统模型不如S I M UL I N K 所建的直观Λ本文主要的目的是在S I M UL I N K 下建立仿真模型,图1和图2的模型,可毫不费力地利用S I M UL I N K 提供的库模块来构建,这是后一节的重点Λ图1异步电机变压变频矢量控制系统结构图A 7R 为磁通调节器,A SR 为转速调节器25湖南大学学报(自然科学版2000年图2异步电机矢量变换数学模型2异步电机矢量控制系统的SI M UL I NK 仿真模型图1中,包含了坐标转换模块(2r 3s block ,电流控制型变频器模块(CSI block ,以及异步电机矢量变换模型(I nducti on m otor block ,这些模块可以由SI M UL I NK调用库模型分别建立,然后封装成Subsyste m Λ这里的坐标变换(2 3和图2中的坐标转换(3 2互为反变换Λ而电流控制型P WM 变压变频器的模型在M AT LAB 5.2中的POW ERS Y S 库中可以找到Λ这三个主要模块构造好后,其它环节也一样可以通过SI M UL I NK 模块库调入,输入不同参数,然后如图3连接,整个仿真模型就建好了Λ图中异步电机矢量变换模块展开内部结构如图4Λ系统中还包括两个P I 调节器,对应于图1中A 7R ,ASR ,这两个调节器也是定制好Subsyste m 后再封装而成Λ图3异步电机矢量控制变压变频调速SI M U L I NK 仿真模型3仿真实验35第2期杨洋等:基于M A TLAB S I M UL I N K 的异步电机矢量控制调速系统仿真图4异步电机矢量变换仿真模块(1仿真实验1转速输入设定为一阶跃函数,初值为100rad s (角频率,1s 后跃变为300rad s Λ磁通设为一定值1.1,由电流型逆变器给电机供电,让电机空载启动运行,仿真获得的转速、电磁转矩仿真曲线如图5,图6Λ图5电机输出速度仿真曲线图6电磁转矩仿真曲线(2仿真实验输入设定转速(角速度不变,300rad s ,磁通输入仍为1.1,电机空载启动,1s 后加入额定负载T L ,经SI M UL I NK 仿真模型仿真后得出的速度、电磁转矩曲线如图7,图8Λ图7电机输入速度仿真曲线图8电机电磁转矩变化曲线45湖南大学学报(自然科学版2000年项目: 科技支撑计划课题(2021BAG12A05-08定稿日期:2021-06-28作者简介:倪强(1987-,男,湖南益阳人,硕士研究生,研究方向为电力牵引交流传动及其控制技术。

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。

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。

电气工程及其自动化专业方向课程设计一、设计任务1、了解并熟悉双闭环三相异步电机调压调速原理及组成。

2、学习SIMULINK，熟悉相关的模块功能。

3、进一步理解交流调压系统中电流环和转速环的作用。

二、设计要求1、利用SIMULINK建立闭环调速系统仿真模型。

2、调试完成调压模块仿真、开环系统仿真、闭环系统仿真。

三、实验设备1、计算机一台2、MATLAB仿真软件四、实验原理调压调速即通过调节通入异步电动机的三相交流电压大小来调节转子转速的方法。

理论依据来自异步电动机的机械特性方程式：其中，p为电机的极对数；w1为定子电源角速度；U1为定子电源相电压；R2’为折算到定子侧的每相转子电阻；R1为每相定子电阻；L11为每相定子漏感；L12为折算到定子侧的每相转子漏感；S为转差率。

图1 异步电动机在不同电压的机械特性由电机原理可知，当转差率s 基本保持不变时，电动机的电磁转矩与定子电压的平方成正比。

因此，改变定子电压就可以得到不同的人为机械特性，从而达到调节电动机转速的目的。

1、调压电路改变加在定子上的电压是通过交流调压器实现的。

目前广泛采用的交流调压器由晶闸管等器件组成。

它是将三个双向晶闸管分别接到三相交流电源与三相定子绕组之间通过调整晶闸管导通角的大小来调节加到定子绕组两端的端电压。

这里采用三相全波星型联接的调压电路。

图2 调压电路原理图2、开环调压调速UaUbUcT2T3T5T4T6RR RNT1开环系统的主电路由触发电路、调压电路、电机组成。

原理图如下：图3 开环调压系统原理图AT为触发装置，用于调节控制角的大小来控制晶闸管的导通角，控制晶闸管输出电压来调节加在定子绕组上的电压大小。

3、闭环调压调速速度负反馈闭环调压调速系统的工作原理：将速度给定值与速度反馈值进行比较，比较后经速度调节器得到控制电压，再将此控制电压输入到触发装置，由触发装置输出来控制晶闸管的导通角，以控制晶闸管输出电压的高低，从而调节了加在定子绕组上的电压的大小。

摘要现代交流调速技术被誉为20世纪后期人类社会重大技术进步之一,在电机电气传动领域产生了巨大的社会效益.进入21世纪,交流调速技术继续作为电气传动系统的主要研究课题之一。

MATLAB是新一代的科学与工程计算软件，已经成为全球应用最广泛最流行的软件之一。

现在的MATLAB已经不仅仅是一个矩阵实验室，它已经成为了一种具有广泛应用前景的全新的计算机高级编程语言，它在高校和研究部门扮演着重要的角色。

MATLAB不仅具有传统的交互编程功能，而且提供了丰富可靠的矩阵运算、图形绘制、数据处理、信号与图象处理等工具，其功能也越来越强大。

本文运用MATLAB模拟三相异步电机调速特性，使繁琐的数学处理工作的效率大大加快。

计算确定电机的磁路、参数、运行性能和起动性能的计算。

并做出相对应的实验，验证所得参数的正确性。

通过电磁计算所得的电机性能指标必须符合国家标准或设计任务书的要求，否则应进行调整。

在电磁计算过程中一般选择若干个不同的方案同时进行，然后通过分析比较选择最佳方案。

说明MATLAB非常适合电气设计的仿真实验。

关键词：MATLAB；仿真Simulink；交流调速AbstractThe modern AC variable speed technology known as the late 20th century, human society is one of major technological advances in the field of electric drive motors produce enormous social benefits. Into the 21st century, AC variable speed electric drive system to continue as a major research topic one. MATLAB is a new generation of scientific and engineering computing software, has become the world's most widely used as one of the most popular software. MATLAB now has more than just a matrix laboratory, it has become a broad prospect of new high-level computer programming language, its universities and research play an important role. MATLAB not only traditional interactive programming capabilities, and provides a rich and reliable matrix operations, graphics rendering, data processing, signal and image processing tools, and its function more and more powerful. In this paper, MATLAB simulation of three-phase induction motor drive characteristics, so that the complicated mathematical treatment efficiency greatly accelerated. Determine the motor's magnetic circuit calculation, parameters, performance and starting performance calculation. And make corresponding experiments to verify the correctness of derived parameters. Calculated by electromagnetic motor performance indicators must comply with national standards or requirements of the design plan, or should be adjusted. Electromagnetic calculation generally select a number of different programs simultaneously, and then choose the best option analysis and comparison. Description MATLAB is designed for electrical simulation.Keywords: MATLAB; simulation Simulink; AC variable speed目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................... I I 第1章引言. (1)1.1引言 (1)1.2异步电机概述 (2)1.3系统仿真技术概述 (2)1.4仿真软件的发展状况与应用 (3)1.5MATLAB概述 (3)1.6Simulink概述 (5)1.7小结 (6)第2章三相异步电机原理 (7)2.1旋转磁场 (7)2.2同步转速 (8)2.3三相异步电动机的工作原理 (9)2.4三相异步电动机调速特性 (10)2.4.1变极调速 (10)2.4.2变频调速 (12)2.4.3调节转差能耗调速 (13)第3章仿真系统设计 (16)3.1系统对象 (16)3.2系统分块 (16)3.3系统仿真图 (18)3.3.1变频调速仿真图 (18)3.3.2转子绕组串电阻调速仿真图 (21)3.3.3调压调速仿真图 (24)第4章异步电动机转子绕组串电阻调速实验 (28)第5章结论 (31)参考文献 (32)致谢 (33)附录 (34)第1章引言1.1引言世界工业进步的一个重要因素是过去几十年中工厂自动化的不断完善。