基于MATLAB三相异步电动机调压调速系统设计.docx
- 文档编号:11612559
- 上传时间:2023-03-28
- 格式:DOCX
- 页数:8
- 大小:165.03KB
基于MATLAB三相异步电动机调压调速系统设计.docx
《基于MATLAB三相异步电动机调压调速系统设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于MATLAB三相异步电动机调压调速系统设计.docx(8页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
基于MATLAB三相异步电动机调压调速系统设计
三相异步电机调压调速系统设计
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。
T1
图2调压电路原理图
2、开环调压调速
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。
五、仿真内容
1、调压电路
1)、调压电器的仿真模型
图6 (a)利用单个晶闸管元器件搭建的三相交流调压器的仿真模型 (b)图的封装模型
2)、调压电路的搭建
图7 调压电路模型
3)、参数的设定
Frequencyofsynchronizationvoltages(hz):
同步电压频率(赫兹)50Hz
Pulsewidth(degrees):
触发脉冲宽度(角度)10
Doublepulsing:
双脉冲出发选择。
RLC负载的参数设定:
电阻100Ω,电感0H,电容的值为inf
UA:
峰值180v,f为50Hz,初相位为0°
UB:
峰值180v,f为50Hz,初相位为-120°
UC:
峰值180v,f为50Hz,初相位为-240°
4)电阻负载的仿真图形
a)触发角α为45° b)触发角α为60°
图8三相交流调压器的输出电压波形
在电阻负载时三相交流调压器的输出电压仿真结果如图8所示。
其中图8a为α=45°时调压器输出的波形,图8b所示为α=60°时调压器输出的波形。
通过比较a)和b)可以发现,随着触发角的增加,同时有三个晶闸管导通的区间逐步减小,到α>=60°时,任何晶闸管都只有两相晶闸管导通。
2、异步电动机带风机泵类负载开环调压调速模块
1)参数设定
由公式Tz=kn2可推出k=Tz/n2
电机参数额电压220v频率为60Hz极对数为2对
容量为2238VA同步转速为1800转/分钟
可以计算k=0.000003665
UA:
峰值180v,f为50Hz,初相位为0°
UB:
峰值180v,f为50Hz,初相位为-120°
UC:
峰值180v,f为50Hz,初相位为-240°
图9 开环系统仿真模型
1)触发角α为60°时得到的转速
图10α=60°时电机转速变化的过程
由图中可以观察到当触发角为60°时,转速稳定在1712转/分钟,转速在0.9s时达到稳定状态。
2)触发角α为75°时得到的转速
图11α=75°时电机转速变化的过程
由图中可以观察到当触发角为75°时,转速稳定在1660转/分钟,转速在1.6s时达到稳定状态。
分析:
通过比较图10和图11的触发角α为60°和80°时可以发现:
随着α的增大,使得输出电压降低,使转速下降,从而达到调速的目的。
3)改变电源电压,电源电压为150v,触发角α为60°时得到的转速
图12电源电压为150vα=60°时电机转速变化的过程
由图中可以观察到当触发角为60°时,转速稳定在1660转/分钟,转速在1s时达到稳定状态。
六、总结体会
通过一个学期的学习,在此次设计中,我学到很多东西,有些表面上看起来比较简单的东西,实际做起来的就不像那么简单了,要考虑诸多参数的配合。
对于整个系统,因为课题要求是调压调速,所以首先从调压器开始设计,使用利用单个晶闸管元器件搭建的三相交流调压器的仿真模型,再将该模块进行封装。
先观察带电阻负载时,调压器输出的波形,通过修改参数终于使得调压器输出的波形与理论相同。
接着,异步电动机带风机泵类负载开环调压调速。
通过此次设计让我对matlab的simulink模块有了更深的了解,对调压调速的特性也有了更深层次的认识。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 MATLAB 三相 异步电动机 调压 调速 系统 设计