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三相异步电机的建模与仿真

三相异步电机的建模与仿真
三相异步电机的建模与仿真

电气与电子信息工程学院

《计算机仿真及应用B》题目:

学号:

姓名:

班级:

任课老师:

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Asynchronous Machine SI Units模块作为交流异步电机。

2)选择simPowerSystems模块库的Electrical Sources子模块库下的Three-Phase Programmable V oltage Source模块作为三相交流电源。

3)选择simPowerSystems模块库的Three-Phase Library子模块库下的Three-Phase Series RLC Load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-Phase Breaker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V oltage Measurement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Signals Rounting模块库下的Bus Selector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-phase V-I Measurements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)Asynchronous Machine SI Units模块参数设置

双击Asynchronous Machine SI Units模块,则弹出Asynchronous Machine SI Units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2 Asynchronous Machine SI Units模块参数设置对话框

(2)Three-Phase Programmable V oltage Source模块参数设置

双击Three-Phase Programmable V oltage Source模块,则弹出Three-Phase Programmable V oltage Source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3 Three-Phase Programmable Voltage Source模块参数设置对话框

(3)Three-Phase Series RLC Load模块参数设置

双击Three-Phase Series RLC Load模块,则弹出Three-Phase Series RLC Load模块参数设置对话框。模块的具体参数设置如图4所示:

图4 Three-Phase Series RLC Load模块参数设置对话框

(5)Three-Phase Breaker模块参数设置

双击Three-Phase Breaker模块,则弹出Three-Phase Breaker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5 Three-Phase Breaker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6 Constant模块设置对话框

(6)Bus Selector模块参数设置

在模型搭建完后,运行一次Simulinks,此时双击Bus Selector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signals in the bus列表框内的信号选择右侧的Selected signals列表框内便可。

图7 设置参数后的Bus Selector模块参数设置对话框

(7)需要创建子系统的模块

Three-phase V-I Measurements为模板建立子系统,对Three-phase V-I Measurements具体参数设置如下图8:

图8 Three-phase V-I Measurements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9 Three-phase V-I Measurements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Axes properties进行设置。

4.仿真参数设置

设置仿真参数的Start time为0,Stop time为0.5,Solver options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

直流电动机开环调速系统设计与仿真

东北大学秦皇岛分校控制工程学院自动控制系统课程设计 设计题目:直流电动机开环调速系统 设计与仿真 专业名称自动化 班级学号 学生姓名 指导教师 设计时间2015.7.13~2014.7.24 成绩

目录 1.设计任务书 (3) 2.概述 (4) 2.1前言 (4) 2.2 系统原理 (4) 2.3 simulink框图 (5) 3.元件参数设置 (7) 3.1三相交流电压源设置 (7) 3.2.同步六脉冲触发器 (7) 3.3.三相全控桥整流电路 (8) 3.4.直流电动机设计 (8) 4.仿真结果分析 (9) α=时 (12) 4.2 当30o α=时 (14) 4.3 当60o α=时 (17) 4.4 当90o 4.5励磁电流 (19) 5.结论 (20) 6.参考文献 (22) 7.结束语 (22)

东北大学秦皇岛分校控制工程学院 《自动控制系统》课程设计任务书 专业自动化班级姓名 设计题目:直流电动机开环调速系统设计与仿真 一、设计实验条件 地点:实验室 实验设备:PC机 二、设计任务 直流电动机的额定数据为220V,136A,1460r/min,4极, R=0.21 , a 22 GD=22.5N m;励磁电压为220V,励磁电流为1.5A。采用三相桥式全控整流电路。平波电抗器 L=200mH。 p 设计要求:设计并仿真该晶闸管-电动机(V-M)开环调速系统。观察电动机在全压起动和起动后加额定负载时电动机的转速、转矩和电流变化。 三、设计说明书的内容 1、设计题目与设计任务(设计任务书) 2、前言(绪论)(设计的目的、意义等) 3、主体设计部分 4、参考文献 5、结束语 四、设计时间与设计时间安排 1、设计时间:7月13日~7月24日 2、设计时间安排: 熟悉课题、收集资料:3天(7月13日~7月15日) 具体设计(含上机实验):6天(7月16日~7月21日) 编写课程设计说明书:2天(7月22日~7月23日) 答辩:1天(7月24日)

实验三 三相异步电动机的星三角换接启动控制

实验三 三相异步电动机的星/三角换接启动控制 在三相异步电动机的星/三角换接启动控制实验区完成本实验 注意:(本实验只能在实验台上完成),由于电机正反转换接时,有可能因为电动机容量较大或操作不当等原因,使接触器主触头产生较为严重的起弧现象,如果电弧还未完全熄灭时,反转的接触器就闭合,则会造成电源相间短路。用PLC 来控制电机则可避免这一问题。 实验目的 1、 掌握电机星/三角换接启动主回路的接线。 2、 学会用可编程控制器实现电机星/三角换接降压启动过程的编程方法。 实验要求 合上启动按钮后,电机先作星形连接启动,经延时6秒后自动换接到三角形连接运转。 三相异步电动机星/三角换接启动控制的实验面板图:图6-3-1所示 上图下框中的SS 、ST 、FR 分别接主机的输入点I0.0、I0.1、I0.2;将KM1、KM2、KM3分别接主机的输出点Q0.1、Q0.2、Q0.3;COM 端与主机的1L 端相连;本实验区的+24V 端与主机的L+端相连。KM1、KM2、KM3的动作用发光二极管来模拟。 实验装置已将三个CJ0-10接触器的触点引出至面板上。学生可按图示的粗线,用专用实验连接导线连接。380V 电压已引至三相开关SQ 的U 、V 、W 端。A 、B 、C 、X 、Y 、Z 与三相异步电动机(400W )的相应六个接线柱相连。将三相闸刀开关拨向“开”位置,三相380V 电即引至U / 、V / 、W / 三端。 三相异步电动机的星/三角换接启动控制面板

注意:接通电源之前,将三相异步电动机的星/三角换接启动实验模块的开关置于“关”位置(开关往下扳)。因为一旦接通三相电,只要开关置于“开”位置(开关往上扳),这一实验模块中的U、V、W端就已得电。所以,请在连好实验接线后,才将这一开关接通,请千万注意人身安全。 四、编制梯形图并写出程序 实验参考程序表6-3-1所示 五、动 作过程 分析 启 动:按 启动按 钮SS, I0.0的 动合触 点闭合,M10.0线圈得电,M10.0的动合触点闭合,Q0.1线圈得电,即接触器KM1的线圈得电,1秒后Q0.3线圈得电,即接触器KM3的线圈得电,电动机作星形连接启动;同时定时器线圈T37得电,当启动时间累计达6秒时,T37的动断触点断开,Q0.3失电,接触器KM3断电,触头释放,与此同时T37的动合触点闭合,T38得电,经0.5秒后,T38动合触点闭合,Q0.2线圈得电,电动机接成三角形,启动完毕。定时器T1的作用使KM3断开0.5秒后KM2才得电,避免电源短路。 停车:按停止按钮ST,I0.1的动断触点断开,M10.0、T37失电;M10.0、T37的动合触点断开,Q0.1、Q0.3失电。KM1、KM3断电,电动机作自由停车运行。 过载保护:当电动机过载时,I0.2的动断触点断开,Q0.1、Q0.3失电,电动机也停车。按一下按钮FR,可模拟过载,观察运行结果 六、实验设备 1、THSMS-A型、THSMS-B型实验装置一台 2、安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机一台 3、PC/PPI编程电缆一根 4、锁紧导线若干 七、预习要求 阅读实验指导书,复习教材中有关的内容。

异步电动机机械特性的MATLAB仿真

辽宁工业大学 实验室开放课题设计(论文) 题目:异步电动机机械特性的MATLAB仿真》 院(系):电气工程学院 专业班级:自动化 131 学号: 0 ` 学生姓名:徐峰 指导教师:赵丽丽

起止时间:

摘要 异步电动机以其结构简单、运行可靠、效率较高、成本较低等特点,在日常生活中得到广泛的使用。目前,电动机控制系统在追求更高的控制精度的基础上变得越来越复杂,而仿真是对其进行研究的一个重要手段。MATLAB是一个高级的数学分析和运算软件,可用动作系统的建模和仿真。在分析三相异步电动机物理和数学模型的基础上,应用MATLAB软件简历了相对应的仿真模型;在加入相同的三相电压和转矩的条件下,使用实际电机参数,与MALAB给定的电机模型进行了对比仿真。 第一章对异步电机的实验要求做出了相关的描述,第二章对MATLAB仿真软件做了一定的介绍,第三章是对异步电动机的机械特性、启动、制动和正反转进行理论分析和仿真模拟以及仿真结果的分析。 经分析后,表明模型的搭建是合理的。因此,本设计将结合MATLAB的特点,对三相异步电机进行建模和仿真,并通过实际的电动机参数,对建立的模型进行了验证。 关键词:异步电机、数学模型、MATLAB仿真、三相异步电动机

目录 第1章实验任务及要求 (1) 第2章 MATLAB及SIMULINK的介绍 (2) MATLAB介绍 (2) S IMULINK模块的介绍 (3) 第3章仿真实验 (4) 三相异步电动机的机械特性 (4) 三相异步电动机起动的仿真 (6) 三相异步电动机制动仿真 (8) 三相异步电动机正反转仿真 (10) 第4章总结 (12) 参考文献 (13) 附录 (14)

直流电动机的MATLAB仿真..

第一章课程设计内容及要求 1. 直流电动机的机械特性仿真; 2. 直流电动机的直接起动仿真; 3. 直流电动机电枢串联电阻启动仿真; 4. 直流电动机能耗制动仿真; 5.直流电动机反接制动仿真; 6. 直流电动机改变电枢电压调速仿真; 7. 直流电动机改变励磁电流调速仿真。 要求:编写M文件,在Simulink环境画仿真模型原理图,用二维画图命令画仿真结果图或用示波器观察仿真结果,并加以分析

第二章直流电动机的电力拖动仿真绘制 1)直流电动机的机械特性仿真 clear; U_N=220;P_N=22;I_N=115; n_N=1500;R_a=;R_f=628; Ia_N=I_N-U_N/R_f; C_EPhi_N=(U_N-R_a*Ia_N)/n_N; C_TPhi_N=*C_EPhi_N; Ia=0;Ia_N; n=U_N/C_EPhi_N-R_a/(C_EPhi_N)*Ia; Te=C_TPhi_N*Ia; P1=U_N*Ia+U_N*U_N/R_f; T2_N=9550*P_N/n_N; figure(1); plot(Te,n,'.-'); xlabel('电磁转矩Te/'); ylabel('转矩n/rpm'); ylim([0,1800]); figure(2); plot(Te,n,'rs'); xlabel('电磁转矩Te/'); ylabel('转矩n/rpm');

hold on; R_c=0; for coef=1:;; U=U_N*coef; n=U/C_EPhi_N-(R_a+R_c)/(C_EPhi_N*C_TPhi_N)*Te; plot(Te,n,'k-'); str=strcat('U=',num2str(U),'V'); s_y=1650*coef; text(50,s_y,str); end figure(3); n=U_N/C_EPhi_N-(R_a+R_c)/(C_EPhi_N*C_TPhi_N)*Te; plot(Te,n,'rs'); xlabel('电磁转矩Te/'); ylabel('转矩n/rpm'); hold on; U=U_N;R_c=; for R_c=0::; n=U/C_EPhi_N-(R_a+R_c)/(C_EPhi_N*C_TPhi_N)*Te; plot(Te,n,'k-'); str=strcat('R=',num2str(R_c+R_a),'\Omega'); s_y=400*(4-R_c*; text(120,s_y,str);

三相异步电动机常用的Y-△降压启动

三相异步电动机常用的Y-△降压启动 摘要:本文分析了三相异步电动机的由来、启动进程与启动方式,并针对星-三角降压启动进行了探讨。 关键词:三相异步发动机降压启动 1 三相异步电动机的由来 三相异步电动机的旋转是由于其定子绕组中通入三相交流电后,在定子绕组周围产生一个旋转的磁场,当转子处于该旋转磁场中时,相当于导体在磁场中作切割磁力线运动,从而产生感应电流和感应电动势,促使转子不断地旋转运动。但是三相异步电动机的转子转速不会与旋转磁场同步,更不会超过旋转磁场的速度。因为三相异步电动机转子线圈中的感应电流是由于转子导体与磁场有相 对运动而产生的,如果三相异步电动机转子的转速与旋转磁场的转速大小相等,那么,磁场与转子之间就没有相对运动,导体不能切割磁力线,转子线圈中也就不会产生感应电流和感应电动势,三相异步电动机转子导体在磁场中也就不会受到电磁力的作用而使转 子转动——三相异步电动机因此而得名。 2 电动机的启动过程和启动方式 电动机的启起动过程是指电动机从接入电网开始到正常运转的 这一过程。三相异步电动机的启动方式有两种,即在额定电压下的全压(直接)启动和降低启动电压的减压启动。电动机的直接启动是一种简单、可靠、经济的启动方法,但由于直接启动电流可达电动机额定电流的4~7倍,过大的启动电流会造成电网电压显著下

降,直接影响在同一电网工作的其他电动机,甚至使它们停转或无法启动,故直接启动电动机的容量受到一定的限制。 对容量较大的电动机的启动,为了不造成电网电压的大幅度降落,从而导致电动机启动困难或不能启动,也不影响电网内其他用电设备的正常供电,在生产技术上,多采用降压启动措施。所谓降压启动是将电网电压适当降低后加到电动机定子绕组上进行启动,待电动机启动后,再将绕组电压恢复到额定值。 降压启动的目的是减小电动机启动电流,从而减小电网供电的负荷。但由于启动电流的减小,必然导致电动机启动转矩下降,因此凡采用降压启动措施的电动机,只适合空载或轻载启动。在实际生产中的电机,广泛采用的降压启动措施是星-三角降压启动。 3 星-三角降压启动 3.1 星-三角降压启动的理论依据星-三角降压启动一般用y-△符号表示,这种降压启动方式只适用于正常运行时定子绕组为三角形连接的三相异步电动机。在启动时,将绕组连接成星形,使每相绕组电压降至原电压的1/√3,启动结束后再将绕组切换成三角形连接,使三相绕组在额定电压下正常运行。这种启动方式的优点是启动设备成本较低,使用方法简便易操作,但启动转矩只有额定转矩的1/3,即启动较慢。 3.2 星-三角降压启动所用电气控制器材 y-△启动器,接触器(三个,km1,km2,km3,根据电机容量选择型号),控制按钮(sb 红绿黑三联按钮),热继电器(fr,根据电机大小选择其型号),主电

三相异步电机的建模与仿真

电气与电子信息工程学院 《计算机仿真及应用B》题目 学号: 姓名: 班级: 任课老师:

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Asynchronous Machine SI Units 模块作为交流异步电机。 2) 选择simPowerSystems 模块库的Electrical Sources 子模块库下的Three-Phase Programmable Voltage Source 模块作为三相交流电源。 3) 选择simPowerSystems 模块库的Three-Phase Library 子模块库下的Three-Phase Series RLC Load 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-Phase Breaker 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Voltage Measurement 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Signals Rounting 模块库下的Bus Selector 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-phase V-I Measurements 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

三相异步电动机控制实训资料

实训一 三相异步电动机接触器点动控制 实训一 三相异步电动机接触器点动控制 一、训练目的 1.通过观察实物,熟悉按钮和接触器的结构和使用方法。 2.通过实践,掌握具有短路保护的点动控制电路安装接线与检测方法。 3.掌握使用万用表检查电路的方法。 三、电气原理 点动控制电路中,电动机的启动、停止,是通过手动按下或松开按钮来实现的,电动机的运行时间较短,无需过载保护装置。控制电路如图2-1所示,合上电源开关QS ,只要按下点动按钮SB ,使接触器KM 线圈得电吸合,KM 主触点闭合,电动机即可起动;当手松开按钮SB 时,KM 线圈失电,而使其主触点分开,切断电动机M 的电源,电动机即停止转动。 PE 为电动机保护接地线。 四、安装与接线 点动控制的各电器安装位置如图2-2所示。 图2-3为点动控制的电气接线图。 具体实施安装时,原理图、位置图、接线图应一并使用,相互参照。在通电试车前,应仔细检查各线端连 图1-2 图1-1 点动控制电气原理图

接是否正确、可靠,并用万用表的欧姆档检查控制回路是否短路或开路(按下起动控制按钮时,控制电路的两端电阻应为吸引线圈的直流电阻)、主电路有无开路或短路等。 图1-3 点动控制电路接线图

实训二 三相异步电机接触器自锁控制线路 在点动控制的电路中,要使电动机转动,就必须用手按住按钮不放,这不适合电动机长时间连续运行的控制场合,而必需具有接触器自锁的控制电路。 二、训练目的 1.通过实践训练,熟悉热继电器的结构、原理和使用方法。 2.通过实践训练,掌握具有过载保护的接触器自锁电路安装接线与检测。 3.进一步熟练万用表的使用。 三、电气原理 因电动机是连续工作,必须加装热继电器以实现过载保护,具有过载保护的自锁控制电路的电气原理如图2-1所示,它与点动控制电路的不同之处在于控制电路中增加了一个停止按钮SB1,在启动按钮的两端并联了一对接 触器的常开触头,增加了过载保护装置(热继电器FR )。 电路的工作过程: 按下启动按钮SB2→接触器KM 线圈通电→KM (3-4)闭合自锁,同时KM 主触头闭合,电动机M 起动运行。 图2-1 自锁控制电气原理图

三相异步电动机星形接法(Y)和三角形接法(Δ)说课讲解

三相异步电动机星形接法(Y)和三角形接 法(Δ)

精品文档 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 三相异步电动机星形接法(Y )和三角形接法(Δ) 3)每根绕组都有两个接头,一为首端,一为尾端。图 1中U 1、 V 1、 W 1是首端,而U 2、V 2、W 2是尾端。连接绕组时,首端尾端不能搞错,错了就不能保证相间的空间电角度为120&s30;,影响正常旋转磁场的形成,这是我们接线时必须十分注意的问题。 2.三相异步电机的出线盒里有那些标志?它们代表什么意义? 答:电机走子绕组的引出线,都集中引到出线盒内,以便接线。所以出线盒也叫接线盒.接线盒内设有相互绝缘的接线柱,有的还设有接地螺钉。 (l )绕组引出线标志 Y 系列电机第一相、第二相、第三相的首端分别为 U 1、 V 1、 W 1;尾端 分别为U 2、V 2、W 2。 JO 2老系列电机第一相、第二相、第三相的首端分别为D l 、D 2、D 3;尾端分 别为D 4、D 5、 D 6。 有些电机,绕组内部连接好了,只引出三根线,那它们的标志:在新系列电机为U 、V 、W ,在老系列电机为D 1、D 2、D 3。要是有第四根标志为N 的引出 线,这是星接绕组的中性点。 (2)接线螺技标志 与绕组的标志完全相同,其标志有的用标号垫,有的在绝缘底座上压出凸纹(3)接地螺钉的标志 3.三相异步电动机有那几种接线方法?在接线盒里是怎样连接的? 答:三相异步电动机定于绕组通常采用两种接线方法,即星形接法(Y )和三角形接法(Δ)。功率大的电机,在每相绕组里由两条或两条以上的支路并联。星形接法见图2,把三相统组的尾端连在一起,由三个首端去接电源。当然也可以把三个首端连在一起,由三个尾端去接电源。但是决不可在短接的星点上既有首端,又有尾端,否队便不能形成正常的旋转磁场.(参见问题1)在接线盒里(见图动)星点是用两个连接片连接的。

三相异步电动机的建模与仿真分解

运动控制论文 课题:异步电动机数学模型和电压空间矢量PWM控制技术研究 姓名:xxxxxxxxx 专业:电气工程及自动化 班级:电097 学号:0912002167 日期:2013年3月30日

摘要 由于直流调速的局限性和交流调速的优越性,以及计算机技术和电力电子器件的不断发展,交流异步电动机变频调速技术正在快速发展之中。目前广泛研究应用的交流异步电动机调速技术有恒压频比控制方式,矢量控制,直接转矩控制等。本论文中所讨论的异步电动机调速技术叫做空间矢量脉宽调制方法(SVPWM)。相对于直接转矩控制,它有可连续控制,调速范围宽等显著优点。 本文首先对交流异步电动机的数学模型的建立进行了详细的分析和阐述,通过对交流异步电动机的动态电磁关系的分析以及坐标变换原理概念的介绍,逐步引出了异步电动机的数学模型和在不同坐标系上的数学模型表达方程式,指出了异步电动机的模型特点是一多变量、强藕合的非线性系统。采用MATLAB /SIMULINK软件包,实现异步电动机动态数学模型的仿真。仿真研究显示,该方法简洁、方便、实时交互性强,能充分融合到其它控制系统中,并具有良好地扩展性。 其次阐述了异步电动机电压空间矢量PWM控制技术的原理和矢量变换方法实现的步骤,据交流电机坐标变换及矢量控制理论提出了异步电机在任意同步旋转坐标系下仿真结构图的建模设想,得出了一种按转子定向磁场下的动态结构图,利用该结构图可以方便的构成电机的仿真模型,进行仿真计算。然后运用MATLAB软件搭建模型进行仿真分析,结果表明电机有良好的稳、动态性能。 通过对仿真软件的应用也表明在进行复杂系统设计时运用仿真工具对设计进行仿真分析是行之有效的方法,可以提高系统设计效率,缩短系统设计时间,并能够较好的进行系统优化。经试验表明,空间电压矢量调制的方法正确可行, 可调高电压利用率和系统精度。 关键词:异步电动机;矢量控制;数学模型;仿真

Y3系列三相异步电机--产品资料

Y3系列三相异步电动机 一、产品简介 Y3系列三相异步电动机(以下简称Y3电机)是一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。 该系列电机的基本防护等级为IP55,绝缘等级为F级,电机温升按B级考核;等级和安装尺寸符合IEC标准。 该系列电机采用冷轧硅钢片作为导磁材料,符合国家产业政策,是Y 、Y2系列电动机的升级换代产品。同时,满足了GB18613-2002《中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价值》的能效限定值的要求。 该系列电机主要适用于不含易燃、易爆或腐蚀气体的一般场所和无特殊要求的机械上。 二、产品特点 Y3电机具有设计新颖、结构紧凑,造型美观、效率和转矩高、起动性能好、节能、噪声低、振动小、运行安全可靠、使用维护方便等特点;但功率因数较低,调速也较困难。 大容量低转速的动力机常用同步电动机,同步电动机不但功率因数高,而且其转速与负载大小无关,只决定于电网频率,工作较稳定。 在要求宽范围调速的场合多用直流电动机,但它有换向器,结构复杂,价格昂贵,维护困难,不适于恶劣环境。 三、用途 Y3电机广泛应用于机床、风机、水泵、压缩机和交通运输、农业、食品加工等各类机械电力传动。 四、使用条件 在下列使用条件下,Y3电机应能正常运行: 1、海拔不超过1000m; 2、环境空气最高温度随季节而变化,但不超过400C; 3、环境空气最低温度为-150C; 4、最湿月月平均最高相对湿度为90%,同时该月月平均最低温度不高于25℃; 五、工作原理 当电动机的三相定子绕组(各相差120度电角度),通入三相对称交流电后,将产生一个旋转磁场,该旋转磁场切割转子绕组,从而在转子绕组中产生感应电流(转子绕组是闭合通路),载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力,从而在电机转轴上形成电磁转矩,驱动电动机旋转,并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。 三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速,转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流,并与磁场相互作用产生电磁转矩,实现能量变换。 与单相异步电动机相比,三相异步电动机运行性能好,并可节省各种材料。 按转子结构的不同,三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜,得到了广泛的应用,其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。

电机星三角接法(三相异步电动机星形接法(Y)和三角形接法(Δ))

三相异步电动机的接法与星三角起动 目前电动机的接法有两种(参考电机铭牌): 一:额定电压380V/220V,接法为星/三角。这表明电机每相绕组的额定电压为220V,如果电源线电压为220V,定子绕组则应接成三角形,如果电源电压为380V,则应接成星形。切不可误将星形接成三角形,将烧毁电机。 二:额定电压为380V,接法为三角形,这表明定子每相绕组的额定电压是380V,适用于电源线电压为380V的场合。 如果电机额定电压为220V(日本工业电压为220V,电机额定电压为220V,民用照明为110V),电机原接法为三角形,可改成星形接法接到380V电压上。如电机已经是星形接法,则不能再接到380V电源上。 再说星—三角降压起动: 目前,我国三相异步电动机功率在3KW以下的一般用星型接法,4KW 及以上时,均采用三角形接法,以利广泛采用星—三角降压起动。

星型起动的目的是降低电机的起动电流,减少对电网的冲击。星型起动时,加在定子每相绕组上的电压为电源电压的根3分之一倍(220V),待电动机转速接近额定转速时,转为三角形运转。 由计算得知,定子绕组接成星形起动时,由电源供给的起动电流仅为接成三角形时的三分之一,星形接法时的起动转矩也减小为三角形接法时的三分之一。 星三角降压起动设备简单,成本较低,但起动转矩较小,所以只适用于空载或轻载起动的电动机。 三相异步电动机分星形链接和角形链接两种。 星形连接:把电机三相线圈的3个末端连接在一起作为公共端,由3个首端引出3条火线的连接方式。(如A相线圈用A X表示,B相线圈用B Y表示,C相线圈用C Z表示,那就是X和Y和Z连一起,引出A、B、C三根线) 三角形连接:把电机三相线圈的每一相的绕组的始端依次相接的连接方式。(如A相线圈用A X表示,B相线圈用B Y表示,C相线圈用C Z表示,那就是X和B相连,Y 和C相连,Z和A相连,引出的三根线为B X、C Y、A Z) 电机的三相绕组完全是引到端盖上连接的,端盖内有六个头,下面的三个头连在一起,上面三个头分别引出三根线的是星形连接;把上下两个头垂直连接,分别引出三根线的是三角形连接。 无论哪一种接法,线电压,线电流都是相同的,所以有功功率都是P=1.732UI COSΦ

三相异步电动机控制实训参备考资料

实训一三相异步电动机接触器点动控制 实训一三相异步电动机接触器点动控制 一、训练目的 1.通过观察实物,熟悉按钮和接触器的结构和使用方法。 2.通过实践,掌握具有短路保护的点动控制电路安装接线与检测方法。3.掌握使用万用表检查电路的方法。 代号名称型号、规格数量备注QS 低压断路器DZ108-20/10-F 1个 FU1 螺旋式保险丝RL1-15/3A 3个 FU2 直插式保险丝RT14-20 2个 KM 交流接触器LC1-D0610Q5N 1个 SB 按钮开关LAY16 黑色1个按钮开关盒2位1个 M 三相鼠笼式异步电动机WDJ26(380V/△)1台 XT 端子排JF5-2.5 10位三、电气原理 点动控制电路中,电动机的启 动、停止,是通过手动按下或松开 按钮来实现的,电动机的运行时间 较短,无需过载保护装置。控制电 路如图2-1所示,合上电源开关 QS,只要按下点动按钮SB,使接 触器KM线圈得电吸合,KM主触 点闭合,电动机即可起动;当手松 开按钮SB时,KM线圈失电,而 使其主触点分开,切断电动机M 的电源,电动机即停止转动。 PE为电动机保护接地线。 四、安装与接线 点动控制的各电器安装位置如图2-2所示。 图2-3为点动控制的电气接线图。 具体实施安装时,原理图、位置图、接线图应一并 使用,相互参照。在通电试车前,应仔细检查各线端连图1-2 图1-1 点动控制电气原理图

接是否正确、可靠,并用万用表的欧姆档检查控制回路是否短路或开路(按下起动控制按钮时,控制电路的两端电阻应为吸引线圈的直流电阻)、主电路有无开路或短路等。 图1-3 点动控制电路接线图

直流电机起动仿真

5.2 基于MATLAB的电机起动仿真 在上节直流电机参数测试的基础上,本节作了基于MATLAB/Simulink的直流电机起动仿真研究[46-47],得到了电机起动过程中的电动机电流、电动机角速度、电枢电压和电磁转矩波形并分析了其仿真结果,为实物测试提供了简便经济的预测和验证。 5.2.1 电机起动仿真模型的建立 自MATLAB从5.3版本中新增进了电力系统工具箱(Power System Blockset)发展至今,MATLAB在电力系统仿真中的应用越来越广泛。电力系统工具箱是一个基于图形编程的电力系统仿真工具箱。主要是由加拿大的HydroQuebec和International公司共同开发的,其功能非常强大,可以用于电路、电力电子系统、电机系统、电力传输等过程的仿真,它提供了一种类似电路建模的方式进行模型绘制,使用者不需要自己编程而只需将仿真的电力系统图搭建在工作窗口中,MATLAB自动将其变化成状态方程描述的系统形式,便可以在SIMULINK下进行仿真研究了。 图5.4 电机起动仿真模型 电力系统工具箱包含的模块有:Electrical Sources(电源库)、Elements(元件库)、Power Electronics(电力电子元件库)、Machines(电机库)、Connectors (连接器库)、Measurements(测量仪器库)、Extra Library(附加元件库)、Demos (示例库)、Powergui(图形用户界面graphical user interface),在此基于MATLAB 对电机起动进行SIMULINK仿真。 搭建的电机起动仿真模型主要由直流电压源(DC V oltage Source)、理想开关(Ideal Switch)、电机起动器(Motor Starter)、直流电机(DC machine)、串联RLC支路(Series RLC Branch)、电压表(V oltage Measurement)、信号分解模块(Demux)和示波器(Scope)等模块构成。仿真模型如图5.4所示。 仿真系统中励磁电压Ef由一个直流电压源提供,电枢绕组电动势E由另一个直流电压源经一个由计时器(Timer)控制的理想开关(Ideal Switch)提供。采用电枢回路串电阻三级起动,电机起动器由搭建并封装的子系统(Motor

三相异步电动机结构详细图解

三相异步电动机结构详细图解 图1封闭式三相异步电动机的结构 1—端盖2—轴承3—机座4—定子绕组5—转子 6—轴承7—端盖8—风扇9—风罩10—接线盒 异步电动机的结构也可分为定子.转子两大部分。定子就是电机中固定不动的部分,转子是电机的旋转部分。由于异步电动机的定子产生励磁旋转磁场,同时从电源吸收电能,并产生且通过旋转磁场把电能转换成转子上的机械能,所以与直流电机不同,交流电机定子是电枢。另外,定.转子之间还必须有一定间隙(称为空气隙),以保证转子的自由转动。异步电动机的空气隙较其他类型的电动机气隙要小,一般为~2mm。 三相异步电动机外形有开启式.防护式.封闭式等多种

形式,以适应不同的工作需要。在某些特殊场合,还有特殊的外形防护型式,如防爆式.潜水泵式等。不管外形如何电动机结构 基本上是相同的。现以封闭式电动机为例介绍三相异步电动机的结构。如图1所示是一台封闭式三相异步电动机解体后的零部件图。 1.定子部分 定子部分由机座.定子铁心.定子绕组及端盖.轴承等部件组成。 (1)机座。机座用来支承定子铁心和固定端盖。中.小型电动机机座一般用铸铁浇成,大型电动机多采用钢板焊接而成。 (2)定子铁心。定子铁心是电动机磁路的一部分。为了减小涡流和磁滞损耗,通常用厚的硅钢片叠压成圆筒,硅钢片表面的氧化层(大型电动机要求涂绝缘漆)作为片间绝缘,在铁心的内圆上均匀分布有与轴平行的槽,用以嵌放定子绕组。 (a)直条形式(b)斜条形式

图2 笼型异步电动机的转子绕组形式 (3)定子绕组。定子绕组是电动机的电路部分,也是最重要的部分,一般是由绝缘铜(或铝)导线绕制的绕组联接而成。它的作用就是利用通入的三相交流电产生旋转磁场。通常,绕组是用高强度绝缘漆包线绕制成各种型式的绕组,按一定的排列方式嵌入定子槽内。槽口用槽楔(一般为竹制)塞紧。槽内绕组匝间.绕组与铁心之间都要有良好的绝缘。如果是双层绕组(就是一个槽内分上下两层嵌放两条绕组边),还要加放层间绝缘。 (4)轴承。轴承是电动机定.转子衔接的部位,轴承有滚动轴承和滑动轴承两类,滚动轴承又有滚珠轴承(也称为球轴承),目前多数电动机都采用滚动轴承。这种轴承的外部有贮存润滑油的油箱,轴承上还装有油环,轴转动时带动油环转动,把油箱中的润滑油带到轴与轴承的接触面上。为使润滑油能分布在整个接触面上,轴承上紧贴轴的一面一般开有油槽。 2.转子部分 转子是电动机中的旋转部分,如图中的部件5。一般由

三相异步电动机变频调速系统设计及仿真

天津职业技术师范大学 课程设计说明书题目:三相异步电动机变频调速系统设计及仿真 指导老师: 班级:机检1112班 组员

天津工程师范学院 课程设计任务书 机械工程学院机检1112 班学生 课程设计课题: 三相异步电动机变频调速系统设计及仿真 一、课程设计工作日自 2015 年 1 月 12 日至 2015 年 1 月 23 日 二、同组学生: 三、课程设计任务要求(包括课题来源、类型、目的和意义、基本要求、完成时 间、主要参考资料等): 1、目的和意义 交流调速是一门重要的专业必修课,它具有很强的实践性。为了加深对所学课程(模拟电子技术、数字电子技术、电机与拖动、电力电子变流技术等)的理解以及灵活应用所学知识去解决实际问题,培养学生设计实际系统的能力,特开设为期一周的课程设计。 2、具体内容 写出设计说明书,内容包括: (1)各主要环节的工作原理; (2)整个系统的工作原理(包括启动、制动以及逻辑切换过程); (3)调节器参数的计算过程。 2.画出一张详细的电气原理图; 3.采用Matlab中的Simulink软件对整个调速系统进行仿真研究,对计算得到的调节 器参数进行校正,验证设计结果的正确性。将Simulink仿真模型,以及启动过程中的电流、转速波形图附在设计说明书中。 4、考核方式 1.周五采用口试方式进行考核(以小组为单位),成绩按百分制评定。其中小组分数占60%,个人成绩占40%(包括口试情况和上交材料内容); 2.每天上午8:30--11:30在综合楼226房间答疑。 五、参考文献 1、陈伯时.电力拖动自动控制系统----运动控制系统(第3版).机械工业出版社,2003 指导教师签字:教研室主任签字:

三相异步电动机的规格型号及选用

三相异步电动机的型号及选用 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理!更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展. 三相异步电动机的分类 三相异步电动一般为系列产品,其系列、品种、规格繁多,因而分类也较繁多。 1、按电动机尺寸大小分类 大型电动机:定子铁心外径D>1000mm或机座中心高H>630mm。 中型电动机:D=500~1000mm或H=355~630mm。 大型电动机:D=120~500mm或H=80~315mm。 2、按电动机外壳防护结构分类 3、按电动机冷方式分类 电动机按冷却方式可分为自冷式、自扇冷式、他扇冷式等。可参见国家标准GB/T199 3-93《旋转电机冷却方式》。 4、按电动机的安装形式分类

IMB3:卧式,机座带底脚,端盖上无凸缘。 IMB5:卧式,机座不带底脚,端盖上有凸缘。 IMB35:卧式,机座带底脚,端盖上有凸缘。 5、按电动机运行工作制分类 S1;连续工作制 S2:短时工作制 S3~S8:周期性工作制 6、按转子结构形式分类 三相笼型异步电动机 三相绕线型异步电动机 三相异步电动机的型号及选用 我国电机产品型号的编制方法是按国家标准GB4831-84《电机产品型号编制方法》实施的,即有汉语拼音字母及国际通用符号和阿拉伯数字组成,按下列顺序排列。 1 产品(类型)代号 CHANPINGUI 异步电动机同步电动机同步发电机直流电动机直流发电机汽轮发电机水轮发电机测功机潜水电泵纺织用电机交流换向器电动机

三相异步电动机的三角形连接与星形连接

1. 三相异步电动机启动按铭牌标示接法为△形或Y形时,均为全压启动,若铭 牌标示接法为△形而采用Y形接法启动,则为降压启动,启动电流为原接法时的1/3;若铭牌标示接法为Y形而采用△形接法时,则不适合负载三相380V 电压,只适合负载三相220V电压运行。 在额定电压380v运行的三相异步电动机,三角形接法和星形接法的转速可视为一样,功率相差很大,例如三角接法为10kw电动机,在星形下运行,其功率只有三角的1/3左右. 但是,在380*1.73=660v电压下运行功率相等。 2. 正常运行时,有些三相异步电动机的定子绕组可以接成星形,也可以接成三角形。试问在什么情况下采用三角形或星形连接方法?采用这两种接法时,电动机的额定值有无改变? 一般三相异步电动机的每个绕组可以做成两种额定电压:220V和380V. 一般小型三相异步电动机的每个绕组是220V的,接成星形运行于380V, 接成三角形运行于220V. 而一般中型三相异步电动机的每个绕组是380V的, 接成三角形运行于380V, 接成星形运行于660V. 一般三相鼠笼式异步电动机的启动电流是额定值的3-5倍. 往往采用星形/三角形变换方式启动380V的中型三相鼠笼式异步电动机, 以减小电动机启动电流: 1. 启动时接成星形(降压启动), 电机启动功率变小, 减小电动机启动电流. 2. 运行时接成三角形, 达到满功率运行目的. 这对中型三相鼠笼式异步电动机的应用是很有作用的.

如果电机启动时, 既要电机启动电流小, 又要电机启动功率或启动转矩不变, 那就必须改用绕线转子等型式三相异步电动机了 注解:鼠笼式三相异步电动机: 鼠笼式三相异步电动机Y-△降压手动控制电路原理图 凡正常运行时定子绕组接成三角形的是三相鼠笼式异步电动机,在启动时临时成星形,待电动机启动后接近额定转速时,在将定子绕组通过Y-△降压启动装置接换成三角形运行,这种启动方法叫Y-△降压启动。属于电动机降压启动的一种方式,由于启动时定子绕组的电压只有原运行电压的,启动力矩较小只有原力矩的,所以这种启动电路适用于轻载或空载启动的电动机。 线路分析如下: 1、合上空气开关QF接通三相电源, 2、按下启动按钮SB2,首先交流接触器KM3线圈通电吸合,KM3的三对主触头将定子绕组尾端联在一起。KM3的辅助常开触点接通使交流接触器KM1线圈通电吸合,KM1三对主常触头闭合接通电动机定子三相绕组的首端,,电动机在Y接下低压启动。

三相异步电动机调速系统仿真

实验报告 课程名称:数字调速 实验项目:三相异步电机恒压频比调速系统仿真专业班级:自动化1303班 姓名:任永健学号:130302307 实验室号:实验组号: 实验时间:批阅时间: 指导教师:成绩:

沈阳工业大学实验报告 (适用计算机程序设计类) 专业班级:自动化1303班学号:130302307 姓名:任永健 实验名称:三相异步电机恒压频比调速系统仿真 1.实验目的: 熟悉SIMULINK环境。 建立三相异步电机恒压频比调速系统模型并仿真分析。 2.实验内容: 设计并在simulinnk下搭建三相异步电机恒压频比环调速系统 3. 实验方案(程序设计说明) 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。 4. 实验原理(系统的实现方案分析) 首先采用三相双极性SPWM逆变电路产生三相交流电源,全控型器件可以选用IGBT,这样通过调节外加直流电源的大小便可获的理想的输出交流电压源幅值,然后通过改变给定的频率信号来改变异步电机的转速,基本模型如下图所示

三相异步电动机星形接法与三角形接法

三相异步电动机的星形接法及三角形接法 一、星形接法: 星形接法是三相交流电源与三相用 电器的一种接线方法。把三相电源三个 绕组的末端、X、Y、Z连接在一起,成 为一公共点O,从始端A、B、C引出 三条端线。是由频率相同、振幅相 等而相位依次相差120°的三个正 弦电源以一定方式连接向外供电 的系统。是将三相电源绕组或负载 的一端都接在一起构成中性线,由 于均衡的三相电的中性线中电流 为零,故也叫零线:三相电源绕组或负载的另一端的引出线,分别为三相电的三个相线。远程输电时,只使用三根相线,形成三相三线制。到达用户的电路,往往涉及220V和380V两种电压,需三根相线和一根零线,形成三相四线制。用户为避免漏电形成的触电事故,还要添加一根地线,这时就有三根相线,一根零线和一根地线,故也有三相五线制的说法。 I线=I相,U线=√3×U相, P相=U相×I相, P=3P相=√3×U线×I相=√3×U线×I线;

二、三角形接法: 三相电的三角形接法是将各相电源或负载依次首尾相连,并将每个相连的点引出,作为三相电的三个相线。三角形接法没有中性点,也不可引出中性线,因此只有三相三线制。添加地线后,成为三相四线制。三角形接法的三相电,线电压等于相电压而线电流等于相电流的√3倍。 I线=√3×I相,U线=U相, P相=I相×U相, P=3P相=√3×I线×U相=√3×I线×U线。 说明:三角(△)联接,Iab=Ia向量+Ib向量=(Ia+Ib)×cos30°=2Ia×√3/2=√3×Ia,线电流是相电流的根号三倍。 三、目前电动机的接法有两种(参考电机铭牌): 一:额定电压380V/220V,接法为星/三角。这表明电机每相绕组的额定电压为220V,如果电源线电压为220V,定子绕组则应接成三角形,如果电源电压为380V,则应接成星形。切不可误将星形接成三角形,将烧毁电机。 二:额定电压为380V,接法为三角形,这表明定子每相绕组的额定电压是380V,适用于电源线电压为380V的场合。 如果电机额定电压为220V(日本工业电压为220V,电机额定电压为220V,民用照明为110V),电机原接法为三角形,可改成星形接法接到380V电压上。如电机已经是星形接法,则不能再接到380V电源上。

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