三相异步电机的建模与仿真Word文件下载.docx
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三相异步电动机的建模与仿真
一.实验题目
三相异步电动机的建模与仿真
二.实验原理
三相异步电动机也被称作感应电机,当其定子侧通入电流后,部分磁通将穿过短路环,并在短路环内产生感应电流。
短路环内的电流阻碍磁通的变化,致使有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有相位差,从而形成旋转磁场。
转子绕组因与磁场间存在着相对运动而产生感应电动势和感应电流,即旋转磁场与转子存在相对转速,并与磁场相互作用产生电磁转矩,使转子转起来,从而实现能量转换。
三相异步电动机具有结构简单,成本较低,制造,使用和维护方便,运行可靠以及质量较小等优点,从而被广泛应用于家用电器,电动缝纫机,食品加工机以及各种电动工具,小型电机设备中,因此,研究三相异步电动机的建模与仿真。
三.实验步骤
1.选择模块
首先建立一个新的simulink模型窗口,然后根据系统的描述选择合适的模块添加至模型窗口中。
建立模型所需模块如下:
1)选择simPowerSystems模块库的Machines子模块库下的AsynchronousMachineSIUnits模块作为交流异步电机。
2)选择simPowerSystems模块库的ElectricalSources子模块库下的Three-PhaseProgrammableVoltageSource模块作为三相交流电源。
3)选择simPowerSystems模块库的Three-PhaseLibrary子模块库下的Three-PhaseSeriesRLCLoad模块作为串联RLC负载。
4)选择simPowerSystems模块库的Elements子模块库下的Three-PhaseBreaker模块作为三相断路器,Ground模块作为接地。
5)选择SimPowerSystems模块库的Measurements子模块库下的VoltageMeasurement模块作为电压测量。
6)选择Sources模块库下的Constant模块作为负载输入。
7)选择SignalsRounting模块库下的BusSelector模块作为直流电动机输出信号选择器。
8)选择Sinks模块库下的Scope模块。
9)选择SimPowerSystems模块库的Measurements子模块库下的Three-phaseV-IMeasurements用于创建子系统。
2.搭建模块
将所需模块放置合适位置,再将模块从输入端至输出端进行相连,搭建完的串电阻起动simulink模型如图1所示
图1三相异步电动机Simulinks仿真模型
3.模块参数设置
(1)AsynchronousMachineSIUnits模块参数设置
双击AsynchronousMachineSIUnits模块,则弹出AsynchronousMachineSIUnits模块参数设置对话框。
三相异步电动机模块的具体参数设置如图2所示:
图2AsynchronousMachineSIUnits模块参数设置对话框
(2)Three-PhaseProgrammableVoltageSource模块参数设置
双击Three-PhaseProgrammableVoltageSource模块,则弹出Three-PhaseProgrammableVoltageSource模块参数设置对话框。
三相可调交流电压源的具体参数设置如图3:
图3Three-PhaseProgrammableVoltageSource模块参数设置对话框
(3)Three-PhaseSeriesRLCLoad模块参数设置
双击Three-PhaseSeriesRLCLoad模块,则弹出Three-PhaseSeriesRLCLoad模块参数设置对话框。
模块的具体参数设置如图4所示:
图4Three-PhaseSeriesRLCLoad模块参数设置对话框
(5)Three-PhaseBreaker模块参数设置
双击Three-PhaseBreaker模块,则弹出Three-PhaseBreaker模块参数设置对话框。
三相断路器模块的具体参数设置如图5所示:
图5Three-PhaseBreaker模块参数设置对话框
(5)Constant模块参数设置
双击系统模型窗口中的Constant模块,则弹出Constant模块设置对话框。
其具体参数设置如图6所示:
图6Constant模块设置对话框
(6)BusSelector模块参数设置
在模型搭建完后,运行一次Simulinks,此时双击BusSelector模块,会弹出如图7所示的对话框,用户将待输出的信号从对话框左侧的signalsinthebus列表框内的信号选择右侧的Selectedsignals列表框内便可。
图7设置参数后的BusSelector模块参数设置对话框
(7)需要创建子系统的模块
Three-phaseV-IMeasurements为模板建立子系统,对Three-phaseV-IMeasurements具体参数设置如下图8:
图8Three-phaseV-IMeasurements具体参数设置对话框
通过添加相应的原件获得的子系统如下图9:
图9Three-phaseV-IMeasurements经过创建子系统后的原理图
去掉其外围,将最终的子系统连接到仿真线路图当中。
(8)scope模块参数设置
单击Scope示波器窗口中的Parameters属性图标,则弹出Scope模块参数设置对话框若要设置示波器窗口中的任意一个坐标系的y轴范围,可在示波器窗口中任意一个坐标系内单击鼠标右键,然后再弹出的快捷菜单中选择Axesproperties进行设置。
4.仿真参数设置
设置仿真参数的Starttime为0,Stoptime为0.5,Solveroptions的步长Variable-Step,解算方法Solve选择ode23tb.
四.仿真结果
保存该系统模型并进行仿真运行,仿真结果如下图10,11所示:
图10三相交流电源AB相电压显示
图11频率为50Hz异步电动机m端输出的Scopel仿真结果
8
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