如何确定感应电机的极数

如何确定感应电机的极数？

关于感应电机的极数有很多有趣的问题，比如：

1.主电网提供的感应电动机（例如，50赫兹）在“P”时间内增加其转矩能力，因为它的“P”速度在“P”时间（如变速箱）中减小，从而增加了极性“p”？

2.如果我们有一个p = 2的感应电机，并从50赫兹的电网供电。然后我们重新连接绕组线圈来安排p = 4，并且如果增长100Hz电网，且供电。这两款电机的性能是不一样还是一样？请注意不包括频率和线圈间的连接都保持不变。

这取决于所需的速度。n（rpm）=（60× f）/ N其中：f=频率，n=极对数。60是每秒从每秒转数到每分钟转数的频率，因为频率是每秒钟的周期。杆对在那里，因为任何杆都必须在上下左右对中构建，所以在一个周期内它将移动一半的距离。

如果我们使用的是50Hz，并有一个两极电机60×50/1 = 3000转。感应电动机的运行速度略低于转速，这是电机的扭矩。例如5.5kW，400v，2极电机将以大约2880rpm运行。

对于一台四极电机，60×50/2 = 1500转/分钟，所以相同尺寸的电机在5.5千瓦，400伏，4极时，标称速度为1500转/分钟，但转速将接近1455转/分钟。

选择三相电机时，选择极数以达到所需的旋转速度。这里有两个表格，一个用于50Hz 电源，另一个用于60Hz电源：

公式是n = 60× f / p，其中n =同步速度; f =供电频率＆p =每相极数对。实际运行速度是同步速度减去滑动速度。

对于50 Hz三相电源：

2极或1对极= 3,000RPM（减去滑动速度=大约2,750RPM或6-7％n）4极或2极=

1,500RPM6极或3极极= 1,000RPM8极或4极极对= 750 RPM

10极或5极对= 600 RPM

12极或6对极= 500 RPM

16极或8对极= 375 RPM

对于60 Hz三相电源：

2极或1对极= 3,600RPM（减去滑动速度=约2,750RPM或6-7％n）4极或2极= 1800RPM6极或3极极= 1200RPM8极或4极极对= 900 RPM

10极或5极对= 720 RPM

12极或6对极= 600 RPM

16极或8对极= 450 RPM

另外要确定极数，我们也可以直接读取铭牌，也可以从数据铭牌上的RPM计算出来，或者可以将线圈数除以3（每相极数）或6（每相极数对）。在感应电机的功率恒定的情况下，转矩以速度降低的速度增加。

三相感应电机仿真

三相感应电动机起动动态过程仿真软件的开发及应用

摘 要：本文利用MATLAB 语言强大的计算功能和计算结果可视化功能，对电动机起动动态过程进行仿真软件的开发，通过对一台投入使用中的电机进行起动动态过程的仿真，并对其结果进行分析。 关键词：感应电动机，软件开发，动态仿真 Abstract : Using the calculating and consequence visualization functions of MATLAB ，this article developed a simulation softwares for start dynamic processes of motor ，simulated dynamic processes for one working motors and analysised the consequences. Key words : Induction Motor ，Software Development ， Dynamic Analysis 随着科学技术的不断发展，电机已成为提高生活效率和科技水平以及提高生活质量的主要载体之一，这就要求我们对电机的运行特性有进一步的了解与掌握。本文主要针对感应电动机的起动动态过程进行仿真软件开发及仿真。 1 仿真软件开发 将电机的数学模型与MATLAB 语言的功能相结合，来编制电机在起动工况下的动态仿真软件。在simulink 中建立感应电机的仿真模型，随后在MATLAB 的工作空间调用龙格-库塔函数，即可得到电机在起动条件下的仿真结果，再应用plot( )命令，得到感应电机的起动仿真曲线。仿真程序流程图如图1所示。 对仿真软件的开发，主要可分为以下几个步骤： 1.1参数的选定 为了编制程序的方便（包括界面可视性效果）及验证程序的正确性，首先选定一台由我公司制造的已知电机作为原型机，用其参数进行仿真软件的开发及模拟。 输入的参数包括：额定功率1800=N P KW ，额定转速1491/min N n r =，定子绕组接线系数0=k （星接），定子绕组相电 阻Ω=08999.0s R ，转子绕组相电阻Ω=10999.0r R ，定子绕组相漏抗Ω=0858.0ls X ，转 子 绕 组 相 漏 抗 Ω=1405.0lr X ，定 子 绕 组 激 磁 电 抗 Ω=2895.3m X ，转子外径m D 65.02=，铁芯 长m L t 83.0=，转动惯量24.113m Kg J m ?=，旋转阻力系数rad s m N Roma /0225.0??=，定子绕组每相串联匝数1801=ω，定子绕组系数936.01=ωK ，转子槽数472=Z ，电机极对数 2=p ，额定电压V U N 6000=，频率Hz f 50=。 输出的数据包括：不同的时间t 时，定、转子的三相电流A i 、B i 、C i 、a i 、b i 、c i ； 转子导条电流、电机转速及电磁转矩等数据。

感应电机矢量控制系统的仿真

《运动控制系统》课程设计学院： 班级： 姓名： 学号： 日期： 成绩：

感应电机矢量控制系统的仿真 摘要：本文先分析了异步电机的数学模型和坐标变换以及矢量控制基本原理，然后利用Matlab /Simulink软件进行感应电机的矢量控制系统的仿真。采用模块化的思想分别建立了交流异步电机模块、逆变器模块、矢量控制器模块、坐标变换模块、磁链观测器模块、速度调节模块、电流滞环PWM调节器，再进行功能模块的有机整合，构成了按转子磁场定向的异步电机矢量控制系统仿真模型。仿真结果表明了该系统转速动态响应快、稳态静差小、抗负载扰动能力强，验证了交流电机矢量控制的可行性和有效性。 关键词：异步电机；坐标变换；矢量控制；Simulink仿真 一、异步电机的动态数学模 型和坐标变换 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， 异步电机的数学模型由下述电压方 程、磁链方程、转矩方程和运动方程 组成。 电压方程： 礠链方程： 转矩方程： 运动方程： 异步电机的数学模型比较复杂， 坐标变换的目的就是要简化数学模 型。异步电机数学模型是建立在三相 静止的ABC坐标系上的，如果把它变 换到两相坐标系上，由于两相坐标轴 互相垂直，两相绕组之间没有磁的耦 合，仅此一点，就会使数学模型简单 了许多。 （1）三相--两相变换（3/2变换） 在三相静止绕组A、B、C和两相 静止绕组a、b 之间的变换，或称三相 静止坐标系和两相静止坐标系间的变 换，简称 3/2 变换。 （2）两相—两相旋转变换（2s/2r变 换） 从两相静止坐标系到两相旋转坐 标系 M、T 变换称作两相—两相旋转 变换，简称 2s/2r 变换，其中 s 表 示静止，r 表示旋转。

异步电动机的仿真

异步电动机的仿真 在课本中介绍的四种方式的状态方程，都是对异步电动机的数学描述，在进行异步电动机仿真时，没有必要对四种状态方程逐一进行，只要以其中一种作为内核，在外围加上坐标变换和状态变换，就可以得到在不同的坐标系下、不同状态量的仿真结果。因此，以异步电动机在αβ坐标系中ω?i s ?ψr 为状态变量的状态方程结构为核心，构建异步电动机仿真模型。 一、异步电动机仿真框图及参数 在αβ坐标系，状态变量为ω?i s ?ψr 的动态结构图如下图： 仿真电动机参数为： R s =1.85Ω，R r =2.658Ω，L s =0.2941H ，L r =0.2898H ，L m = 0.2838H ，J =0.1284Nm ?s 2，n p =2，U n =380V ，f N =50Hz 。 其中电动机漏磁系数 σ=1?L m 2s r =1?0.28382 =0.0550 转自电磁时间常数 T r =L r R r =0.28982.658 =0.1090

L m L r T r = 0.2838 0.2898×0.1090 =8.9819 L m L r = 0.2838 0.2898 =0.9793 1 s = 1 =61.8219 R s L r2+R r L m2 L r2= 1.85×0.28982+ 2.658×0.28382 0.28982 =4.3991 L m r = 0.2838 =2.6037 1 r =9.1718 n p L m r = 2×0.2838 =1.9586 n p J = 2 0.1284 =15.5763 二、异步电动机的仿真模型 用MATLAB/SIMULINK基本模块建立在αβ坐标系中异步电动机仿真模型如下图所示，其中将异步电动机仿真模型进行封装成AC Motor，三相正弦对称电压 u A、u B和u C经过3/2变换模块得到两相电压u sα和u sβ，送入αβ坐标系中的异步电动机仿真模型，输出两相电流i sα和i sβ，经过2/3变换模块，得到三相电流i A、i B和i C。这就是以αβ坐标系异步电动机仿真模型为核心，构建三相异步电动 机仿真模型的实例。 为了方便起见将ω用W表示，ψ用Psi表示，α用a表示，β用b表示。其中3/2 transform、2/3transform和AC Motor为该仿真模型中的子系统，其中增益环节的放大系数计算见上述算式。 异步电动机仿真模型如下图

感应电机矢量控制系统的仿真

《运动控制系统》课程设计 学院： 班级： 姓名： 学号： 日期： 成绩： 感应电机矢量控制系统的仿真 摘要：本文先分析了异步电机的数学模型和坐标变换以及矢量控制基本原理，然后利用Matlab /Simulink软件进行感应电机的矢量控制系统的仿真。采用模块化的思想分别建立了交流异步电机模块、逆变器模块、矢量控制器模块、坐标变换模块、磁链观测器模块、速度调节模块、电流滞环PWM调节器，再进行功能模块的有机整合，构成了按转子磁场定向的异步电机矢量控制系统仿真模型。仿真结果表明了该系统转速动态响应快、稳态静差小、抗负载扰动能力强，验证了交流电机矢量控制的可行性和有效性。 关键词：异步电机；坐标变换；矢量控制；Simulink仿真 一、异步电机的动态数学模型和坐标变换 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，异步电机的数学模型由下述电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程组成。 电压方程：

礠链方程： 转矩方程： 运动方程： 异步电机的数学模型比较复杂，坐标变换的目的就是要简化数学模型。异步电机数学模型是建立在三相静止的ABC坐标系上的，如果把它变换到两相坐标系上，由于两相坐标轴互相垂直，两相绕组之间没有磁的耦合，仅此一点，就会使数学模型简单了许多。 （1）三相--两相变换（3/2变换） 在三相静止绕组A、B、C和两相静止绕组、之间的变换，或称三相静止坐标系和两相静止坐标系间的变换，简称 3/2 变换。 （2）两相—两相旋转变换（2s/2r 变换） 从两相静止坐标系到两相旋转坐标系 M、T 变换称作两相—两相旋转变换，简称 2s/2r 变换，其中s 表示静止，r 表示旋转。 图1、异步电动机的坐标变换结构图 二、感应电机矢量控制原理 感应电机是指定转子之间靠作用，在转子内感应电流以实现机电能量转换的电机。感应电机是的一种，异步电机主要是指感应电机。以上所讲，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，通过坐标变换，可以使之降阶并化简，但并没有改变其非线性、多变量的本质。需要高动态性能的异步电机调速系统必须在其动态模型的基础上进行分析和设

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

感应电机直接转矩控制系统的仿真

感应电机直接转矩控制系统的仿真 （江南大学物联网工程学院，214122） 摘要：通过异步电机直接转矩控制的基本原理和系统的基本构成的学习，在此基础上，运用 Matlab／Simulink建立了各个模块的仿真模型，构建了直接转矩控制仿真系统，对直接转矩控 制方法的特点及其存在的问题进行了仿真分析研究，验证了直接转矩控制系统的可行性. 关键词：感应电机；直接转矩控制；Matlab/Simulink The Simulation of Induction Motor Direct Torque Control System Based on Matlab/Simulink （School of IOT, Jiangnan University, Wuxi 214122 China） Abstract：The basic principle and system of direct torque control for asynchronous motorbasic structure learning, on the basis of this, using the Matlab / Simulinksimulation model was established for each module, constructed the simulation of direct torque control system, the characteristics of the direct torque controlmethod and its existing problems are simulated, verified the feasibility of direct torque control system. Key words：intuction motor；d irect torque control；Matlab/Simulink

感应电机定子参数仿真研究

大学 毕业设计（论文）题目：感应电机定子参数仿真研究 学生姓名：学号： 学部（系）：机电学部电气工程系 专业年级：电气本科级 指导教师：职称或学位：高工 年 5 月 8

目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 1.选题背景 (2) 1.1概述 (2) 1.2交流电机控制发展概况 (3) 1.3 MATLAB技术发展概况 (4) 1.4 本设计的主要内容 (4) 2.电力电子技术的简单介绍 (4) 2.1 PWM 整流的基本原理 (4) 2.2 正弦脉冲宽度调制SPWM的基本原理 (7) 2.3 滤波器的分类及基本功能 (7) 3.感应电机的简介 (8) 3.1 感应电机的工作原理 (8) 3.2 感应电机的工作特性 (9) 3.3 感应电机的参数研究 (10) 3.4 感应电机调速方法的介绍 (11) 3.5 感应电机变频调速及其控制策略 (12) 3.6 变频调速系统的分类介绍 (14)

4.高压变频调速系统的建模 (14) 4.1 高压变频器的拓扑结构 (14) 4.2 高压变频调速系统的建模 (15) 4.3 高压变频调速系统的仿真 (21) 5.结束语 (22) 参考文献 (23) 致谢 (24)

感应电机定子参数仿真研究 摘要 随着感应电机的不断改进与发展，它在国民经济各行业应用广泛尤其是发电厂、工矿企业中应用最广、需求最大。因此研究其转速问题，提高它的效率也就意义重大。本文分析了感应电机的工作原理、工作特性以及其参数的研究，比较了感应电机的调速方法:改变转差率s调速；改变旋转磁通势同步转速调速；双馈调速；利用转差离合器调速；以及它们的优缺点。采用了MATLAB软件中的SIMULINK动态仿真系统进行简单的建模和仿真，得到电机参数的仿真波形图。重点介绍了感应电机高压变频调速系统的分类、4种控制策略、拓扑结构、以及它的建模与仿真。 关键词：感应电机；高压变频；MATLAB仿真 Abstract:With the continuous improvement of induction motor with the development of national economy, it is widely used in various industrial and mining enterprises, especially in the most widely used and demand. Therefore the speed, improve its efficiency is of great significance. The paper analyses the working principle of induction motor, characteristic and research, and compares the parameters of induction motor speed method: change slip s speed, Change the rotating magnetic flux potential synchronous speed stepless, Doubly-fed speed, Use turn bad clutch speed, And their advantages and disadvantages. Using the software MATLAB simulation system of SIMULINK dynamic modeling and simulation of simple, motor parameter simulation waveform. Mainly introduces induction motor voltage variable frequency speed regulation system of classification, four kinds of control strategy, topology structure, and its modeling and simulation. Key words:induction machine;High-voltage inverter;Matlab simulation

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

三相异步电动机的建模与仿真

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

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：130302010 学生姓名：徐峰 指导教师：赵丽丽 起止时间：2016.4.5~2016.4.22

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) 2.1MATLAB介绍 (2) 2.2S IMULINK模块的介绍 (3) 第3章仿真实验 (4) 3.1三相异步电动机的机械特性 (4) 3.2三相异步电动机起动的仿真 (6) 3.3三相异步电动机制动仿真 (8) 3.4三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)

感应电机矢量控制系统的仿真

感应电机矢量控制系统 的仿真 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

《运动控制系统》课程设计学院： 班级： 姓名： 学号： 日期： 成绩：

感应电机矢量控制系统的仿真 摘要：本文先分析了异步电机的数学模型和坐标变换以及矢量控制基本原理，然后利用Matlab /Simulink软件进行感应电机的矢量控制系统的仿真。采用模块化的思想分别建立了交流异步电机模块、逆变器模块、矢量控制器模块、坐标变换模块、磁链观测器模块、速度调节模块、电流滞环PWM调节器，再进行功能模块的有机整合，构成了按转子磁场定向的异步电机矢量控制系统仿真模型。仿真结果表明了该系统转速动态响应快、稳态静差小、抗负载扰动能力强，验证了交流电机矢量控制的可行性和有效性。 关键词：异步电机；坐标变换；矢量控制；Simulink仿真 一、异步电机的动态数学模 型和坐标变换 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，异步电机的数学模型由下述电压 方程、磁链方程、转矩方程和运动方 程组成。 电压方程： 礠链方程： 转矩方程： 运动方程： 异步电机的数学模型比较复杂， 坐标变换的目的就是要简化数学模

型。异步电机数学模型是建立在三相静止的ABC坐标系上的，如果把它变换到两相坐标系上，由于两相坐标轴互相垂直，两相绕组之间没有磁的耦合，仅此一点，就会使数学模型简单了许多。 （1）三相--两相变换（3/2变换）在三相静止绕组A、B、C和两相静止绕组?、?之间的变换，或称三相静止坐标系和两相静止坐标系间的变换，简称 3/2 变换。 （2）两相—两相旋转变换（2s/2r变换） 从两相静止坐标系到两相旋转坐标系 M、T 变换称作两相—两相旋转变换，简称 2s/2r 变换，其中 s 表示静止，r 表示旋转。 图1、异步电动机的坐标变换结构图二、感应电机矢量控制原理 感应电机是指定转子之间靠作用，在转子内感应电流以实现机电能量转换的电机。感应电机是的一种，异步电机主要是指感应电机。以上所讲，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，通过坐标变换，可以使之降阶并化简，但并没有改变其非线性、多变量的本质。需要高动态性能的异步电机调速系统必须在其动态模型的基础上进行分析和设计，但要完成这一任务并非易事。经过多年的潜心研究和实践，有几种控制方案已经获得了成功的应用，目前应用最广的就是按转子磁链定向的矢量控制系统。 以产生同样旋转磁动势为准则，在三相坐标系上的定子交流电流 iA、

异步电动机的仿真

异步电动机的仿真

异步电动机的仿真 在课本中介绍的四种方式的状态方程，都是对异步电动机的数学描述，在进行异步电动机仿真时，没有必要对四种状态方程逐一进行，只要以其中一种作为内核，在外围加上坐标变换和状态变换，就可以得到在不同的坐标系下、不同状态量的仿真结果。因此，以异步电动机在αβ坐标系中ω?i s?ψr为状态变量的状态方程结构为核心，构建异步电动机仿真模型。 一、异步电动机仿真框图及参数 在αβ坐标系，状态变量为ω?i s?ψr的动态结构图如下图： 仿真电动机参数为： R s=1.85Ω，R r=2.658Ω，L s=0.2941H，L r=0.2898H，L m= 0.2838H，J=0.1284Nm?s2，n p=2，U n=380V，f N=50Hz。 其中电动机漏磁系数 σ=1?L m2 L s L r =1? 0.28382 0.2941×0.2898 =0.0550 转自电磁时间常数 T r=L r R r = 0.2898 2.658 =0.1090

L m L r T r = 0.2838 0.2898×0.1090 =8.9819 L m L r = 0.2838 0.2898 =0.9793 1σL s = 1 0.0550×0.2941 =61.8219 R s L r2+R r L m2 L r2= 1.85×0.28982+ 2.658×0.28382 0.28982 =4.3991 L m T r = 0.2838 0.1090 =2.6037 1 T r =9.1718 n p L m L r = 2×0.2838 0.2898 =1.9586 n p J = 2 0.1284 =15.5763 二、异步电动机的仿真模型 用MATLAB/SIMULINK基本模块建立在αβ坐标系中异步电动机仿真模型如下图所示，其中将异步电动机仿真模型进行封装成AC Motor，三相正弦对称电压 u A、u B和u C经过3/2变换模块得到两相电压u sα和u sβ，送入αβ坐标系中的异步电动机仿真模型，输出两相电流i sα和i sβ，经过2/3变换模块，得到三相电流i A、i B和i C。这就是以αβ坐标系异步电动机仿真模型为核心，构建三相异步电动机 仿真模型的实例。 为了方便起见将ω用W表示，ψ用Psi表示，α用a表示，β用b表示。其中3/2 transform、2/3transform和AC Motor为该仿真模型中的子系统，其中增益环节的放大系数计算见上述算式。 异步电动机仿真模型如下图

异步电动机动态数学模型的建模与仿真-αβ讲解

异步电动机动态数学模型的建模与仿真-αβ讲解

目录 1异步电动机动态数学模型的性质 0 2异步电动机的三相数学模型 (1) 2.1假设条件与模型 (1) 2.2异步电动机三相动态模型的数学表达式 (1) 3 坐标变换 (4) 3.1坐标变换的基本思路 (4) 3.2 三相-两相变换（3/2变换） (4) 4 αβ坐标系上以ω-i s-ψs 为状态变量的状态方程 (6) 5模块实现 (7) 5.1 3/2 transform 模块 (7) 5.2 2/3 transform 模块 (8) 5.4整体模块 (10) 5.5 仿真参数设置 (10) 6 仿真结果 (11) 总结 (14) 参考文献 (15)

摘要 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。它具有非线性、强耦合、多变量的性质，要获得高动态调速性能，必须从动态模型出发，分析异步电动机的转矩和磁链控制规律，研究高性能异步电动机的调速方案。本课程设计是基于Matlab的按定子磁链定向的异步电动机控制仿真，通过模型的搭建，使得异步电动机能够以图形数据的方式进行仿真模拟将要实施的定子磁链设计，查看仿真后的各种波形。而本身异步电动机三相原始动态模型相当复杂，分析和求解这组非线性方程十分困难所以就通过坐标变换的方法予以简化。 关键词：异步电动机Matlab 坐标变换

异步电动机动态数学模型的建模与仿真 1异步电动机动态数学模型的性质 电磁耦合是机电能量转换的必要条件，电流与磁通的乘积产生转矩，转矩与磁通的乘积得到感应电动势，无论是直流电动机，还是交流电动机均如此，但由于交、直流电动机结构和工作原理的不同，其表达式差异很大。 他励式直流电动机的励磁绕组和电枢绕组相互独立，励磁电流和电枢电流单独可控，若忽略对励磁的电枢反应或通过补偿绕组抵消之，则励磁和电枢绕组各自产生的磁动势在空间相差π／2，无交叉耦合。气隙磁通由励磁绕组单独产生，而电磁转矩正比于磁通与电枢电流的乘积。不考虑弱磁调速时，可以在电枢合上电源以前建立磁通，并保持励磁电流恒定，这样就可认为磁通不参与系统的动态过程。因此，可以只通过电枢电流来控制电磁转矩。 在上述假定条件下，直流电动机的动态数学模型只有一个输入变量——电枢电压，和一个输出变量——转速，可以用单变量的线性系统来描述，完全可以应用线性控制理论和工程设计方法进行分析和设计。而交流电动机的数学模型则不同，不能简单地采用同样的方法来分析和设计交流调速系统，这是由于以下几个原因： （1）异步电动机变压变频调速时需要进行电压和频率的协调控制，有电压和频率两种独立的输入变量。在输出变量中，除转速外，磁通也是一个输出变量，这是由于异步电动机输入为三相电源，磁通的建立和转速变化是同时进行的，为了获得良好的动态性能，也需要对磁通施加控制。因此，异步电动机是一个多变量系统。 （2）直流电动机在基速以下运行时，容易保持磁通恒定，可以视为常数。异步电动机无法单独对磁通进行控制，电流乘磁通产生转矩，转速乘磁通产生感应电动势，在数学模型中含有两个变量的乘积项。因此，即使不考虑磁路饱和等因素，数学模型也是非线性的。 （3）三相异步电动机定子三相绕组在空间互差2π／3，转子也可等效为空间互差2π／3的三相绕组，各绕组间存在交叉耦合，每个绕组都有自己的电磁惯性，再考虑运动系统的机电惯性，转速和转角的积分关系等，动态模型是一个高阶系统。 综上所述，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。