基于matlab按轉(zhuǎn)子磁鏈定向異步電動機(jī)仿真課程設(shè)計(jì)

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1、唐山學(xué)院自動控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)題系班姓學(xué)目基于MATLAB的按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的異步電動機(jī)仿真（部）智能與信息工程學(xué)院12電本1班指導(dǎo)教師呂宏麗吳錚2016年丄月18日至1月22日共］周2016年1月22日《自動控制系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目、內(nèi)容及要求1?設(shè)計(jì)題目：基于MATLAB的按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的異步電動機(jī)仿真2?設(shè)計(jì)內(nèi)容：以異步電動機(jī)在靜止坐標(biāo)系中（0---肖,?為狀態(tài)變量的狀態(tài)方程結(jié)構(gòu)為核心，構(gòu)建異步電動機(jī)仿真模型。要求：（1）推導(dǎo)出相應(yīng)的狀態(tài)方程；（2）三相正弦對稱電壓冷、知和々經(jīng)3/2變換模塊，得到相應(yīng)的兩相電壓，送入異步電動機(jī)仿真模型，輸岀兩相電流經(jīng)2/3變換模塊

2、，得到三相電流厶、g和L；（3）觀察空載起動和加載過程的轉(zhuǎn)速仿真波形，觀察異步電動機(jī)穩(wěn)態(tài)電流波形，觀察轉(zhuǎn)子磁鏈波形。3?設(shè)計(jì)要求：要求學(xué)生利用MATLAB/SIMULINK仿真平臺獨(dú)立完成異步電動機(jī)的建模,波形仿真結(jié)果正確,說明書格式符合要求。二、設(shè)計(jì)原始資料仿真電機(jī)參數(shù)：Rs=1.85Q,Rr=2.658Q,Ls=0.2941/7,Lt=0.2898//,Lm=0.2838H,J=0.1284M7z-5五、主要參考資料陳伯時(shí).電力拖動自動控制系統(tǒng)（第三版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.薛定宇.基于MATLAB/Simulink的系統(tǒng)仿真技術(shù)與應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出版社，2

3、002.,np=2,UN=380V,fN=50HzoIT要錄的硏成果H課程設(shè)計(jì)說明書、設(shè)計(jì)實(shí)物「圖奴等課程設(shè)計(jì)說明書，異步電動機(jī)的仿真模型及仿真波形圖。四、進(jìn)程安排第二十周周一：查閱資料，狀態(tài)方程推導(dǎo)；周二至周三：異步電動機(jī)數(shù)學(xué)建模并仿真；周四：撰寫課程設(shè)計(jì)說明書；周五：課程設(shè)計(jì)答辯。1引言02異步電動機(jī)的三相數(shù)學(xué)模型12」異步電動機(jī)動態(tài)數(shù)學(xué)模型的性質(zhì)12.2異步電機(jī)三相數(shù)學(xué)模型的建立過程I221磁鏈方程22.2.2電壓方程42.2.3轉(zhuǎn)矩方程62.2.4運(yùn)動方程73坐標(biāo)變換和狀態(tài)方程83」坐標(biāo)變換的基本思路83.2三相??兩相變換（3/2變換和2/3變換）93.3靜止兩相坐標(biāo)

4、系狀態(tài)方程的建立114系統(tǒng)模型生成及仿真134」各模型實(shí)現(xiàn)134.1.13/2變換模型134.1.2異步電動機(jī)模型144.2整體模型164.3仿真參數(shù)設(shè)置164.4仿真結(jié)果165總結(jié)19參考文獻(xiàn)201引言異步電動機(jī)具有非線性、強(qiáng)耦合性、多變量的性質(zhì)，要獲得高動態(tài)調(diào)速性能，必須從動態(tài)模型出發(fā)，分析異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁鏈控制規(guī)律，研究高性能異步電動機(jī)的調(diào)速方案。矢量控制系統(tǒng)和肓接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)是己經(jīng)獲得成熟應(yīng)用的兩種基于動態(tài)模型的高性能交流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，矢量控制系統(tǒng)通過矢量變換和按轉(zhuǎn)了磁鏈定向，得到等效直流電機(jī)模型，然后模仿直流電機(jī)控制策略設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)；宜接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)利用轉(zhuǎn)矩偏差

5、和定子磁鏈幅值偏差的正、負(fù)符號，根據(jù)當(dāng)前定子磁鏈?zhǔn)噶克谖恢茫苯舆x取合適的定子電壓矢量，實(shí)施電磁轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈的控制。兩種交流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)都能實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的靜、動態(tài)性能，各有所長，也各有不足。但是無論是哪種控制方法都必須經(jīng)過仿真設(shè)計(jì)后才可以進(jìn)一步搭建電路實(shí)現(xiàn)異步電動機(jī)的調(diào)速。木設(shè)計(jì)是基于MATLAB的按定了磁鏈定向的異步電動機(jī)控制仿真，通過模型的搭建，使得異步電動機(jī)能夠以圖形數(shù)據(jù)的方式經(jīng)行仿真，模擬將要實(shí)施的轉(zhuǎn)子磁鏈設(shè)計(jì)，查看設(shè)計(jì)后的轉(zhuǎn)矩、磁鏈、電流、電壓波形，對比觀察空載起動和加載過程的轉(zhuǎn)速仿真波形，觀察異步電動機(jī)穩(wěn)態(tài)電流波形，觀察轉(zhuǎn)子磁鏈波形。2異步電動機(jī)的三相數(shù)學(xué)模型2.

6、1異步電動機(jī)動態(tài)數(shù)學(xué)模型的性質(zhì)異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型的建立實(shí)質(zhì)是找出異步電機(jī)的電磁耦合關(guān)系，而電磁耦合是機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的必要條件，電流與磁通的乘積產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩與磁通的乘積得到感應(yīng)電勢。由于他勵直流電機(jī)的勵磁繞組和電樞繞組相互獨(dú)立，勵磁電流和電樞電流單獨(dú)可控。若忽略對勵磁的電樞反應(yīng)或通過補(bǔ)償繞組抵消Z,則勵磁和電樞繞組各自產(chǎn)生的磁動勢在空間相差兀/3,無交叉耦合，氣隙磁通由勵磁繞組單獨(dú)產(chǎn)生，而電磁轉(zhuǎn)矩正比于磁通和電樞電流的乘積。不考慮弱磁調(diào)速時(shí)，可以在電樞合上電源以前建立磁通，并保持勵磁電流恒定，這樣就可以認(rèn)為磁通不參與系統(tǒng)的動態(tài)過程,一次直接通過電樞電流來控制轉(zhuǎn)速了?？梢钥闯鲋绷麟姍C(jī)

7、動態(tài)數(shù)學(xué)模型只有一個輸入變量（電樞電壓），和一個輸出變量（轉(zhuǎn)速），可以用單變量系統(tǒng)來描述，完全可以應(yīng)用線性控制理論和工程設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析。而交流異步電動機(jī)則不同，不能簡單用單變量的方法控制來設(shè)計(jì)分析，因?yàn)楫惒诫姍C(jī)變壓變頻調(diào)速時(shí)需要進(jìn)行電壓（或電流）和頻率的協(xié)調(diào)控制，有電壓（電流）和頻率兩種獨(dú)立的輸入變量。在輸出變量屮，除轉(zhuǎn)速外，磁通也得算一個獨(dú)立的輸出變量。這是由于電機(jī)有一個三相輸入電源，磁通的建立和轉(zhuǎn)速的變化是同時(shí)進(jìn)行的，為了獲得良好的動態(tài)性能，也需對磁通施加控制，使它在動態(tài)過程中盡量保持