异步电动机动态数学模型的建模与仿真精选.pdfVIP

目录 概述1 1 课程设计任务与要求2 2 异步电动机动态数学模型3 2.1 三相异步电动机的多变量非线性数学模型4 2.2 坐标变换6 2.2.1 坐标变换的基本思路6 2.2.2 三相-两相变换（3/2 变换）6 2.2.3 静止两相-旋转正交变换（2s/2r 变换）8 2.3 状态方程9 3 模型实现11 3.1AC Motor 模块11 3.2 坐标变换模块12 3.3 仿真原理图15 4 仿真结果及分析17 5 结论20 参考文献21 武汉理工大学 《运动控制系 》课程设计说明书 概述 异步电动机又称感应电动机，是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互 作用产生电磁转矩，从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机。异步 电动机按照转子结构分为两种形式：有鼠笼式、绕线式异步电动机。 异步电动机的转子绕组不需与其他电源相连，其定子电流直接取自交流电 力系统；与其他电机相比，异步电动机的结构简单，制造、使用、维护方便， 运行可靠性高。但它的转速与其旋转磁场的同步转速有固定的转差率，因而调 速性能较差，在要求有较宽广的平滑调速范围的使用场合（如传动轧机、卷扬 机、大型机床等），不如直流电动机经济、方便。因此，在需要高动态性能的 调速系统或伺服系统，异步电动机就不能完全适应了。要实现高动态性能的系 统，必须首先认真研究异步电机的动态数学模型。 系统建模与仿真一直是各领域研究、分析和设计各种复杂系统的有力工具。 建模可以超越理想的去模拟复杂的现实物理系统；而仿真则可以对照比较各种 控制策略和方案，优化并确定系统参数。长期以来，仿真领域的研究重点是放 在仿真模型建立这一环节上，即在系统模型建立以后，设计一种算法，以使系 统模型为计算机所接受，然后再将其编制成计算机程序，并在计算机上运行。 显然，为达到理想的目的，在这一过程中编制与修改仿真程序十分耗费时间和 精力，这也大大阻碍了仿真技术的发展和应用。 近年来逐渐被大家认识的 Matlab 软件则很好的解决了系统建模和仿真的问 题。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。本 次设计就是借助于 Matlab 软件的 Simulink 组件来建立异步电动机的动态数学模 型，再按照定子磁链定向的方法来仿真分析异步电动机的运行特性。 1 武汉理工大学 《运动控制系 》课程设计说明书 异步电动机动态数学模型的建模与仿真 1 课程设计任务与要求 题 目: 异步电动机动态数学模型的建模与仿真 1 初始条件： 1．技术数据： 异步电动机额定数据： PN =3 kw, UN =380 V, IN =6.9 A, nN =1450 r/min, fN=50 Hz; Rs=1.85Ω, Rr=2.658Ω, Ls=0.2941 H, Lr=2898 H, Lm=0,2838 H; J=0.1284 Nm.s2, np=2 2．技术要求： 在以 -i - 为状态变量的 dq 坐标系上建模 s r 要求完成的主要任务: 1．设计内容： (1) 根据坐标变换的原理，完成 dq 坐标系上的异步电动机动态数学模型 (2) 完成以 -i - 为状态变量的 dq 坐标系动态结构图 s r (3) 根据动态结构图，完成异步电动机模型仿真并分析电动机起动和加载 的过渡过程 (4) 整理设计数据资料，完成课程设计总结，撰写设计说明书 2 武汉理工大学 《运动控制系