異步電動機的工作原理和啟動優(yōu)化研究12000字

1本論文是對異步電動機啟動特性進行仿真優(yōu)化的研究。其主要內(nèi)容是對三相異步電動機的啟動特性進行實驗研究，通過利用S形曲線恒壓頻比啟動對三相異步電動機輸出的電流、轉(zhuǎn)速進行研究。并借助Matlab軟件，在Matlab環(huán)境下對所建立的異步電機模型進行仿真。而后得出在不同情況下或變量不同的時候的不同結(jié)果，并對這些結(jié)果做出比較和判斷，分析出變量和結(jié)果之間的關(guān)系。從而得到了一種比較 1 2 2 32異步電動機的工作原理和啟動方式 52.1異步電動機的基本工作原理 5 6 83異步電動機的數(shù)學模型建立 9 9 3.3構(gòu)建αβ0系統(tǒng)下異步發(fā)動機的數(shù)學模型 4基于αβ0系統(tǒng)下異步電動機啟動仿真分析 結(jié)論與展望 1緒論2現(xiàn)在，電動機已經(jīng)被廣泛應用于我國現(xiàn)代石油、煉金、器械、化工、農(nóng)產(chǎn)品的深加工等多個行業(yè)領(lǐng)域。異步增壓電動機在國內(nèi)外主要市場應用發(fā)展迅速，報多個行業(yè)領(lǐng)域都正在積極推行。有關(guān)三相步進式電動機的主要技術(shù)產(chǎn)品品種系列正在逐規(guī)模越來越大，自90年代中期以來。我國目前擁有許多大型電動機設(shè)備制造商和廠家對其進行專門加工設(shè)計、研制并自主生產(chǎn)開發(fā)出一套廣泛適用于不同技術(shù)行業(yè)和領(lǐng)域應用的各類新型變頻傳動調(diào)速三相異步動力電動機，例如：鐵路通用機車變頻傳動調(diào)速三相電力發(fā)動機產(chǎn)品系列、起重行業(yè)冶金機車變頻傳動調(diào)速三相電力發(fā)動機產(chǎn)品系列、隔爆機車變頻傳動調(diào)速三相電力發(fā)動機產(chǎn)品系列、電梯機車變頻傳動調(diào)速三相電力發(fā)動機產(chǎn)品系列、輥道機車變頻傳動調(diào)速三相電力發(fā)動機產(chǎn)品系列、牽引機車變頻傳動調(diào)速三相電力發(fā)動機產(chǎn)品系列等。從目前的市場情況分析來看，這些一系列的新型電動汽車的性能基本上完全滿足了國內(nèi)汽車市場的發(fā)展要求。三相異步穩(wěn)壓電動機的應用范圍和主要產(chǎn)品應用類型也正在不斷拓寬。計算機傳動輔助設(shè)計軟件技術(shù)在異步變頻器和調(diào)速異步增壓電動機相關(guān)技術(shù)開發(fā)上的實際實踐應用覆蓋范圍逐步得到拓寬，使傳動轉(zhuǎn)子槽型傳動設(shè)計與固定傳動轉(zhuǎn)子的有效配合也1.2異步電機的分類異步高速電動機根據(jù)每個定子相的相位系數(shù)分別被明確劃分被稱為三相、單相及兩相等的異步高速電動機3類。除約200w以下的異步電動機多數(shù)被當作單相異步變速電動機外，現(xiàn)代驅(qū)動式異步電動機大多數(shù)均為三相異步變速電動機。兩相驅(qū)動按照其高速轉(zhuǎn)子的驅(qū)動型式，異步高速電動機一般大致可以將其劃分分別為驅(qū)動鼠籠式的高速轉(zhuǎn)子與驅(qū)動繞線式的驅(qū)動轉(zhuǎn)子兩者三大類。鼠分子籠的圓形轉(zhuǎn)子也被細分為一般鼠分子籠的圓形轉(zhuǎn)子、深槽型的一般鼠籠圓形轉(zhuǎn)子以及雙鼠分子籠的圓形轉(zhuǎn)子3種。根據(jù)電動機殼體所具有的不同保護裝置使用方式，異步電動機大致可以劃分為打開式、防護型、封堵式和抗爆型。按照三相異步電動機的轉(zhuǎn)自結(jié)構(gòu)形式大致可以按照目前三星三相異步電機的安全防護驅(qū)動方式分類可以大致劃分四類為三相開啟式三相異步汽車電動機、防護式三相異步汽車電動機、封閉式三相異步汽車電開器式：由于價格便宜，散熱適合條件最佳，由于它的散熱轉(zhuǎn)子和驅(qū)動繞組都3必須是直接暴露在比較高溫度的空氣中，所以它們一般只能被廣泛應用于干燥、灰封閉式：特別是為適合在潮濕、多雨的積水和含有灰塵、容易陽光接收或遇到風和暴風雨的環(huán)境侵蝕，并且對于具有良好耐腐蝕性的化學氣體等比較好的氣體工作環(huán)境條件，應用最普遍。按三相異步通風電動機進行通風和加熱冷卻的各種方式大致來說可以將其細分為三相自冷式三相異步通風電動機。按照電機工作功率定額進行分類，可以將高速電動機種類分為連續(xù)三相異步高速電動機，斷續(xù)三相異步高速電動機和連續(xù)間歇三相異步高速電動機。由于ETAP軟件在MA電動機啟動模塊中，不能模擬已經(jīng)運行的電動機在此過程中因電壓降低而惰行，及電壓恢復后的加速自啟動過程(在其暫態(tài)模塊中有此功能),因此在課題研究過程中，缺少了母線三相異步增壓電動機的主要產(chǎn)品種類很多，但各種三相異步增壓電動機的基本部件結(jié)構(gòu)都完全是相同的，它們都由每個定子和每一轉(zhuǎn)子這兩個基本的部分共同結(jié)合組成，在每一定子和兩個轉(zhuǎn)子之間還還需要分別具有某些小的氣隙。此外，還包定子鐵芯是齒輪驅(qū)動式風力發(fā)電機的主要驅(qū)動磁路部分，由0.5mm厚的優(yōu)質(zhì)二氧化碳鋼或硅鋼片狀沖片經(jīng)過折疊而來形成的一個整體，壓入驅(qū)動發(fā)電機座內(nèi)，沖片上的內(nèi)圓上會被兩個沖片壓制成一個具有相同沖片直徑和相似形狀的槽，用來驅(qū)動裝置和連接安放驅(qū)動發(fā)電機座的繞組。定子電路繞組就是作為直流電動機定子驅(qū)動器的定子電路構(gòu)成組件。小型異步高壓直流電機傳動機的焊接定子鐵芯繞心機組通常由電機采用各種高強度優(yōu)質(zhì)漆皮膠包圓形導線將其焊接繞成的漆包線圈直接將其嵌入定子鐵心繞組槽內(nèi)，中、大型直流傳動電機則需要使用各種矩形或橫截面漆4包導線預先將其做好焊接工作后將其直接嵌入定子鐵心繞組槽內(nèi)，再將其直接嵌入定子鐵心繞組槽內(nèi)。每相圓形繞組都必須是按一定的連接方式和工作規(guī)律對其進行相互連接，三相圓形繞組本身就是一個對稱的圓形繞組。三相6個微機器引出控制接線板安裝到發(fā)動機座上的引出接線控制模塊，可以根據(jù)用戶要求將其引出接線形成一條y或者y個三角形的一種接法。應該滿足要求并確保供電繞組必須具備可靠國產(chǎn)y和y系列異步變速電動機的兩個主要電絕緣可以選擇采用b類等級的主絕緣。該機座裝置可以同時用于控制支操多個定子的控制鐵心及定子繞組。中、小型商用風力渦輪發(fā)電機大都數(shù)是采用三軸旋轉(zhuǎn)式大型鋼絲焊接線頭，其兩端面上均分別安裝了空氣端蓋，以端覆式空氣輸承架支撐住整個轉(zhuǎn)子，保持在固、轉(zhuǎn)子之間的并具有符合特殊要求的高效空氣凈化原值。而且直升機座也同樣起到了飛機散熱的重要作用。異步高速電動機的勵磁驅(qū)動電流主要部分是由一個定子式的電源電機提供，當電機氣隙較大時，建立一定的勵磁電流場所需要產(chǎn)生的越需要的勵磁驅(qū)動電流也就可能會隨之變得越大，將來就會直接導致氣隙使得異步電機的勵磁電流功率驅(qū)動因數(shù)大大降低，性能也會發(fā)生較大惡化，為此，異步高速電動機的勵磁電流但是使用空氣轉(zhuǎn)子除也塑料應該的量不能過小。轉(zhuǎn)軸通常山中國以碳鋼為主要原材料經(jīng)過研磨加工而焊接制成，用以轉(zhuǎn)動支控、固定驅(qū)動轉(zhuǎn)子的電磁鐵心并向其轉(zhuǎn)子傳遞一個電磁轉(zhuǎn)矩作為供電機械上的負荷，轉(zhuǎn)子的每個鐵磁軸心同時也可以是控制心的凹槽內(nèi)直接插入一根圓形銅條(也被有時稱為圓形導條),鐵條中心兩端的銅條槽口處另外用一個圓形銅環(huán)。使鑄下回流轉(zhuǎn)子導條和鑄上端環(huán)共同閉合構(gòu)成一個籠相對稱線型繞組，三相對稱線型繞組的接頭末端分別連接在一起，構(gòu)成一個y-y接線，三相對稱線型繞組的接頭首端分別連接在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心軸上的三個軸向滑動圓環(huán)上，通過一個電動毛刷和三個滑環(huán)之間的軸向滑動性互相發(fā)生接觸而滑動導致異步高壓電動機的主要基本技術(shù)優(yōu)勢之處之一就是，轉(zhuǎn)子高壓繞組無須與其他高壓電源直接交互相連，其中的高壓定子繞組電流直接主要來源于采用交流電機驅(qū)動的高壓電力系統(tǒng)；與其他高壓電動機控制設(shè)備產(chǎn)品相比，異步高壓電動機的主要優(yōu)勢之處是于其結(jié)構(gòu)簡單，制造、使用、保養(yǎng)和安裝維護方便，運行性和可靠性好，重量5輕，成本低。以三相異步高速直流電機發(fā)動機成本為第一例，與同傳動功率、相對同轉(zhuǎn)速的異步直流電機發(fā)動機成本進行相比對照，前者的傳動重量成本僅及后者的二分之一，成本僅約后者為三分之一。異步式動力電動機也很容易根據(jù)不同的使用環(huán)境和工作條件，派生各類不同系列的電動產(chǎn)品。它還同時兼?zhèn)淞艘环N接近于一級恒速的大型超負荷拖動特性，能夠完全滿足大多數(shù)小型工農(nóng)業(yè)和小作物飼料生產(chǎn)中大型機械的高速拖動。其最大的技術(shù)局限性就是，它的同步轉(zhuǎn)速和其旋轉(zhuǎn)磁場下的每個同步轉(zhuǎn)速都不能具有固定的調(diào)速轉(zhuǎn)差成正比(詳情請參閱異步調(diào)速驅(qū)動的發(fā)電機),因而它的調(diào)速傳動性能比較差，在這種要求之下具有較寬廣的平滑和固定調(diào)速機等),不如普通直流式調(diào)速電動機那樣更加經(jīng)濟、方便。另外，異步動力電動機在正常高速運行中的過程中，從異步電力系統(tǒng)中直接抽取無功功率以對其進行勵磁，這樣就可能會直接影響導致異步電力系統(tǒng)電路中的勵磁功率驅(qū)動因數(shù)系統(tǒng)發(fā)生較大2.1異步電動機的基本工作原理異步直流式變速電動機的每一個定子上分別安裝了帶有三相對稱異步變頻交流個定子和其他一對同步轉(zhuǎn)子的一個內(nèi)圓軸和空間n所做成的逆時針旋轉(zhuǎn)磁場方向快靜止的，轉(zhuǎn)子導體繞組的整個導體就是處于一個快速旋轉(zhuǎn)的電磁基礎(chǔ)場中：這個大的轉(zhuǎn)子繞組導體被快速切割開來成為了電磁力學曲線，并且定子會因此產(chǎn)生一個大的感應電勢。由于這種線性導子感應半導體的電路兩端都被一個短路導電環(huán)繞器所長暫地進行短接，在這種電流是非感應式電動勢的工作情況下，轉(zhuǎn)子導電半導體工作過程中將可能會直接產(chǎn)生一種與線性感應式電動勢的電流方向性和大小基本大致相等的線性感生感應式電流[9。轉(zhuǎn)子的固定載荷電流使半導體有時可以在一個定子切割新的磁力電導線在正常工作時主要是為了達到產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)子的必然感應速度電流和為了產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電磁轉(zhuǎn)矩的必然感應條件，轉(zhuǎn)子必須在正常工作時與現(xiàn)場中6轉(zhuǎn)子的磁場之間必須保持一個固定的感應速度差，才是最有可能需要進行加工切割新的磁力電導線。一般較大容量的低壓電動機常用Y-吟降壓啟動或軟啟動，高壓電動機則采用電抗器、自耦變壓器等作為緩沖啟動裝作為電動機起動問題的研究，在過去多數(shù)著眼于電動機的保護。如今的大型電動機，就本體設(shè)計與制造而言，大多是允許全電壓直接起動的，因此對大型電動機起動的研究著眼點應該放在電動機起動對電力系統(tǒng)的影響方面。目前還有些行業(yè)因特殊原因必須采用全壓直接起動，這種情況一般都會配置非常大的電力供電系統(tǒng)或通過上述案例的分析我們現(xiàn)在應該可以大致總結(jié)了出來從而得出這種能夠保證一臺電動機正常工作運行所需要工作的基本原理也是：一臺電動機的三項一個定子導電繞組(每個三項定子之間約有120度反向電磁線角度),通入三項一個定子上的反向交流電后，將來就有可能會直接地產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)的磁場，該繞組在旋轉(zhuǎn)磁場被一個定子切制后可以得到一個三項式的轉(zhuǎn)子導電繞組，從而直接使得在這個三項轉(zhuǎn)子導電繞組中直接產(chǎn)生一個完全感應式的電流(這個三項轉(zhuǎn)子導電繞組實際上也就是一個完全閉合的電磁通路),數(shù)流的三項定子導電流體會使得在這個定子上的旋轉(zhuǎn)場和基礎(chǔ)場的相互作用下直接產(chǎn)生電磁力。驅(qū)動物料電動機可以進行高速旋轉(zhuǎn)，并且驅(qū)動物料進行旋轉(zhuǎn)的固定方向和驅(qū)動材料所受磁場的旋轉(zhuǎn)方向幾乎是相同。采用基于譜聚類的子系統(tǒng)劃分方法和基于節(jié)點電壓相似度的子系統(tǒng)劃分方法儀僅能夠得到系統(tǒng)節(jié)點的分區(qū)結(jié)果，各子系統(tǒng)的恢復方案需要采用其他方法進行決策對于異步直流電動機的起動主要有以下幾點要求：首先是啟動電流應該不能夠太大，但是起動馬上卻必須要盡可能地大一些。這主要是因為啟動馬上電流太大的沖擊對于電網(wǎng)和直流式電動機本身來說是不利的，對于異步直流式電動機的起動主要有以下幾點基本的要求：首先就是啟動馬上電流應該不可能太大，但是馬上的啟動卻必須做到要盡可能地更大一些。這主要原因是由于過大的啟動電流損壞對于同一臺電網(wǎng)和另外兩臺電動機本身來說都可以認為是不利的，對于同一臺電網(wǎng)而言，它往往可能會直接導致電壓較高或者小幅度的下降，影響同一臺電網(wǎng)下的其他設(shè)備負載的正常很有可能直接導致電動機嚴重損壞或發(fā)熱，加速絕緣器的衰減，縮短設(shè)備的使用延長使用壽命。而啟動的時間力矩較大則可以有助于縮短工作開始和實踐，提升產(chǎn)品質(zhì)量。質(zhì)量。衡量異步性能測量的指標衡量異步式動力電動機高速啟動系統(tǒng)性能的兩個重要異步測量參數(shù)指標分別被稱為高速啟動轉(zhuǎn)矩測量倍數(shù)和高速起動停機電流的測量倍數(shù)。國家標準對其有明確規(guī)定。異步高速電動機在緊急啟動高速過程系統(tǒng)中的基7本性能要求：異步電動機必須保證具有一個足夠的快速啟動力及旋轉(zhuǎn)力和扭矩。在一定的電流大小下和在啟動轉(zhuǎn)矩的一定前提下，啟動時的電流量要是越小就可能會使它變得更好。啟動時所有必需的啟動設(shè)備簡單，操作方便，在電機啟動的整個過程中對于電機功率的最大損耗只要是越小就一定會更好。球磨機啟動方式采用空氣離合器啟動方式后，啟動電流由額定電流的6.5倍降為4倍，大大減少了電網(wǎng)的電壓降和機械損傷，通過計算可知，引起馬壩110kV母線、220kV母線的電壓波動均在國家標準允許的范圍之內(nèi)，為該工程安全投運提供鼠籠式異步全壓電動機的直接刀片啟動：直接刀片啟動方式是一種指電機使用直接刀片啟動開關(guān)或者接觸器把啟動電源和異步電動機直接進行連通，又稱直流全壓直接啟動。若要提供給全國電網(wǎng)的能源容量充裕這樣這么做無疑是一個非常經(jīng)濟和簡便的解決辦法。即使是在啟動穩(wěn)壓電動機工作時，被施加到一個驅(qū)動穩(wěn)壓電動機上的一個定子穩(wěn)壓繞組上也可作為額定啟動穩(wěn)壓工作電壓。三相異步高壓交流電機發(fā)動機的直接交流驅(qū)動可以滿足條件(只需要同時保證兩條直接電動機的條件),容量和溫度控制在7.5kw以下的三相異步高壓交流電動機都已經(jīng)得到了廣泛采用。電動機在正常連續(xù)運行瞬間由于網(wǎng)絡(luò)電壓會發(fā)生抖動而造成的高壓電網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)電壓值的降低范圍不宜大于超過或者是大于高壓電源線路中的線網(wǎng)電壓降低正常值10%,對于不常連續(xù)運行的高壓電動機則通?？梢苑艑挼?5%?？梢酝ㄟ^利用一些經(jīng)驗上的計算公式分析來進行粗估異步電動機本身是否真的能夠直接實現(xiàn)異步可直接全壓啟動而是否使得直接啟動的工作電流很大，啟動時的轉(zhuǎn)矩小等這是什么指異步全壓電動機在在使用異步全壓直接啟動時可能存在的啟動技術(shù)能力不足，并且這主要可能是由于異步電動機本身的啟動性能上有問題存在造成的，因此一般不會認為異步全壓電動機的直接啟動控制效果不佳。直接開機啟動的主要技術(shù)優(yōu)點之一是那就是所用的需要直接啟動的機械設(shè)備簡便，啟動過程持續(xù)時間短，啟動的操作方式簡中、可靠，所以必需的時間費用低。其中的缺陷主要是因為它通常會對動力電動機和動力電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生一定的電磁沖擊。A、自耦變壓器(補償器)降壓啟動B、星-三角(Y-▲)降壓啟動C、延邊三角形啟動D、電阻(或電抗)降壓啟動自動互耦電源變壓器(亦被廣泛稱為自耦補償器)的接線降壓器和啟動部件接線：自動互耦電源變壓器的接線高壓側(cè)直接投入電源到交流電網(wǎng)，低壓側(cè)則連接至直流電動機，有幾個不同的投入電壓相互成對比的連接部件及其分類和接頭可以提供用8戶選擇。特點：假若我們假設(shè)自耦式直流變壓器的逆向線性運動電壓變比變差系數(shù)應該為k或k,原邊的逆向電壓變比系數(shù)應該為1或u1,副邊的逆向電壓變比系數(shù)則為u2=u1/k,副邊的啟動電流12(注意即通過直接電動機的連給定子啟動繞組的逆源系統(tǒng)提供的連給定子啟動繞組的逆向啟動量和電流強度應該應當是直接電機開始啟動時1/k2倍。由于它的電壓密度下降了1/k倍，轉(zhuǎn)矩比也下降了達到1/k2倍。自來電耦合式變壓器的每個副邊共可分配2~3組二次抽頭，若二次抽頭電壓各自為可向原側(cè)邊供電80%、60%、40%。它的最大優(yōu)點主要的就是用戶可以同時根據(jù)系統(tǒng)允許的定子啟動工作電流和不同設(shè)備所啟動需要的定子啟動轉(zhuǎn)矩大小來自由選擇不同啟動類型的自啟動耦合式定子變壓器，定子啟動繞組一般采用值為y或△,缺點主要是因為該啟動設(shè)備的部件體積大，投資相對較貴。頻敏電壓變阻器電源開關(guān)：頻敏電壓變阻器開關(guān)是一種采用具有獨特整體結(jié)構(gòu)的新型無觸點開關(guān)元件。其外部整體結(jié)構(gòu)采用類似于三相轉(zhuǎn)子電抗器的結(jié)構(gòu)設(shè)計基本思路，即由一根具有三個圓形鐵芯狀的圓柱和三個鐵芯繞組所相互連接而所組成，三個鐵芯繞組相互連接后形成一個行星狀，并通過電抗滑環(huán)和三相電抗毛刷將三相軟啟動主要是用于降壓式啟動，和直接式啟動相比，軟啟動對于電動機的沖擊更小得多。與采用降壓式啟動相比，軟啟動時的啟動轉(zhuǎn)矩更大得多。因此，軟啟動法結(jié)合了直接式啟動和低溫降壓式啟動兩種主要的啟動技術(shù)優(yōu)點。潮流計算是獲取艦船電力系統(tǒng)整體運行狀態(tài)的一個重要手段。它通過給定艦船綜合電力系統(tǒng)的電氣拓撲和負載條件，求解得到各節(jié)點電壓及支路的功率分布，來獲得系統(tǒng)的整體運行狀態(tài)[17]。這些啟動裝置有一個共同技術(shù)特點：一級降壓，將啟動電壓降低到某固籠型風力發(fā)電機的類型傳統(tǒng)直流減壓聯(lián)合啟動系統(tǒng)形式主要類型包括增壓y-4啟動，自耦式直流減壓聯(lián)合啟動，電抗器式直流減壓聯(lián)合啟動。這些三次啟動運行方式均可稱為三次有限無級沖擊減壓直流啟動，但還是仍然存在著明顯的一些缺點，即三次啟動運行過程中會分別出現(xiàn)三次有級沖擊減市啟動電流、軟啟動和1、無三次沖擊啟動電流、軟啟動器在減壓啟動三次電機時，通過逐步減壓增大啟動品閘二極管的導線接通角，使得啟動電機的三次啟動工作電流由零始的線性電流上升至達到一個電流設(shè)定值、對三次電機啟動沒有任何電流緩沖，提高了啟動電源直流供電的安全可靠性。性，平穩(wěn)定的啟動，減少了對啟動負載和其他啟動機92、具有兩種軟停機啟動功能，即平滑和自動減速，逐漸停止進行自動停機，它們就成為可以有效率地克服瞬間自動切斷供水電源和自動停機的一種基本弊病，減輕對各種高程重載供水工作設(shè)備機械的振動干擾和機械沖擊，避免了各種高程高壓供水系統(tǒng)可能發(fā)生的嚴重水錘震動作用，減少了供水設(shè)備的嚴重損壞。3、啟動工作電流控制參數(shù)手動可調(diào)，根據(jù)不同負載啟動工作電流情況和不同電網(wǎng)的啟動繼電保護電路性質(zhì)可以進行手動選擇，可以自由無級地將其進行調(diào)整以達到最佳負載啟動工作電流。電動機對于任何一個生產(chǎn)工廠特別是火力發(fā)電廠都是不可忽視的一個重要設(shè)備，尤其一些重要的電動機一旦發(fā)生故障，可能造成整個工電動機軟頭硬肩控制起動工作方法主要有兩種：通過運用一個導管將起動電源和兩個被控起動電機之間連接在一起的小型軟起動器，控制其內(nèi)部的彈性物質(zhì)和產(chǎn)品閘與導管連接引點和導線之間的通角，使得兩個被控起動電機額定輸入工作電壓由零以及起動電機預設(shè)的工作電壓函數(shù)和零關(guān)系逐整個電機的軟起動，在整個軟起動的運行過程中，電機的軟肩起動轉(zhuǎn)矩逐步逐漸減小，轉(zhuǎn)速逐步逐漸增加。3異步電動機的數(shù)學模型建立首先我們就可以通過利用一個計算機軟件來進行模擬建立一個異步電機在這一aβ0系統(tǒng)下的驅(qū)動電所數(shù)學虛擬模型，列出了在這一aβ0系統(tǒng)下的異步電機驅(qū)動電所序列方程、磁鏈序列方程、轉(zhuǎn)矩和變換器序列方程，根據(jù)以上的電機數(shù)學虛擬模型我們可以在在matlab/simulink這個環(huán)境下電機進行模擬建立一個三相交流異步電機的自動仿真數(shù)學模型。這本語言被廣泛認為為它是目前當今世界和我國科學信息技術(shù)應用領(lǐng)域(特別主要是自動控制計算技術(shù))中最具具有國際影響力、也是最新且富有技術(shù)生命力的一種計算軟件。它早期概念起源于矩陣式函數(shù)運算，并已逐漸發(fā)展為一種高度相互集成的新型計算機語育。它為您企業(yè)提供強大的應用技術(shù)科學的可操作性和運算，靈話的專業(yè)應用模式程序設(shè)計師和工作管理流程，高品質(zhì)的視頻圖像處理可視化和用戶界面設(shè)計，便捷地與其他專業(yè)應用程序及其他語言操作樓口緊密相連。matlab語言一直對各個發(fā)達國家的各類高等院校和專業(yè)研究學術(shù)機構(gòu)都是具有很大的指導意義。(1)友好的工作平臺和編程環(huán)境隨著軟件matlab的快速商業(yè)化和應用軟件本身的功能持續(xù)優(yōu)化升級，matlab的企業(yè)用戶界面越來越多地接近于一個windows的企業(yè)標準用戶界面。它們的內(nèi)部人機信息互動性能會更好，操作也更簡便。新版本發(fā)布的程序matlab為企業(yè)用戶自身提供了完整的程序聯(lián)機調(diào)試查詢、協(xié)同調(diào)試動能，并為企業(yè)用戶自身提供了一個比較完善的程序調(diào)試管理系統(tǒng)，程序不必再需要經(jīng)過任何軟件編譯便能即可直接開始執(zhí)行。而且還不僅能夠及時地向廣大客戶群體報告其中可能發(fā)生的重大錯誤和主要缺陷，并對其中一些主要錯誤問題進行主要原因的調(diào)查分析。(2)出色的圖形處理功能matlab軟件具有方便的數(shù)據(jù)可視化應用功能，它不但在一般的數(shù)據(jù)可視化應用軟件都具備的各種應用功能(例如二推曲線和三維曲面的畫圖和信號處理等)這兩個方面是非常齊全和完善的，而且也包含了一些別的軟件所沒有的特點，保證了不同類型用戶的要求。(3)應用廣泛的模塊集和工具箱matlab對許多專業(yè)的領(lǐng)域都設(shè)計和開發(fā)出了功能強大的模塊集或者是工具盒，用戶就可以通過這個工具盒直接進行學習、應用并且可以評價不同方法的代碼。(4)模塊化的設(shè)計和系統(tǒng)級的仿真simulink時間matlab的一個獨立子公司是其分支系列產(chǎn)品，主要目的是為了能夠?qū)崿F(xiàn)針對靜態(tài)工程仿真問題的而進行的工程模塊化仿真及其他的動態(tài)工程仿真。simulinik正好地充分體現(xiàn)并提出了結(jié)合模塊化系統(tǒng)設(shè)計與集成系統(tǒng)功能級模擬仿真的具體系統(tǒng)構(gòu)建設(shè)計思路。matlab語言的主要特點：初始化和終止性較高；人機交互界面非常適于專業(yè)的科技工作者；強大而簡易的繪圖和處理功能；實現(xiàn)了智能化水平；功能豐富，可拓展性較好。為了更加簡單便于設(shè)計組建一個自動控制交流系統(tǒng)，對于異步交流電動機我們可以考慮采用適量的頻率變換，需要將分為ab兩組三相運動坐標系的每個交流量頻率轉(zhuǎn)化成分為aβ兩組三相坐標系的頻率叫作交流量，即必須對其分別進行一個坐標式的流量變換。定子三相并聯(lián)繞組的中心軸線對于ab兩點在任何空間上都可以是固定的，以點在a點中軸的點作為軸的參考點就可以給它做一個軸坐標注，αβ為兩相繞組靜止的軸坐標系，α軸和點在a點的軸之間可以相互重合。三相原子空間中互相差120度的磁通運動勢力FAFBFA與三相原子空間相互角度垂直的磁通勢力FaFβ同時可以表現(xiàn)在例如圖3-1中，F(xiàn)A與Fa同軸同方向。β由于勵磁電流自動流入的中心點一般都是位于交流場六，所以直流電動機的勵磁通勢幅值及其大小會隨著每隔很長一段時間而變化。按照兩種電機繞組的旋轉(zhuǎn)磁通勢和電動機旋轉(zhuǎn)磁通勢相同的設(shè)計理念，兩種電動機繞組的電動機瞬時磁通勢分別為位于α,β軸上的隨機電流量和投影率都一樣應該可以是一個平均值或者相等，即：假設(shè)三相大型繞組的每相匝數(shù)分別為1和n3,兩相小型繞道分組的每相匝數(shù)大小分別為1和n則上兩式可寫成：為了方便地將3s/2s電壓變換式電流轉(zhuǎn)化而成為2s/3s電流變換式，在其中α,β個子系統(tǒng)中分別需要增加一項由一對零序反向電流所驅(qū)動引起的反向零序磁通勢，即：電流從三相轉(zhuǎn)換成兩相的矩陣式為：式中的3s/2s轉(zhuǎn)換陣為：下面將從兩個矩陣的乘積等于單位矩陣E,求出N3/N2和K的值。這樣，3S/2S轉(zhuǎn)換陣、2S/3S轉(zhuǎn)換陣分別為：對于三相電流星形不可能存在的對一條沒有帶零點導線的三相電流連續(xù)接發(fā)，因三相異步高速電動機的電子仿真驅(qū)動模型主要分別認為是由電機定子驅(qū)動模型，轉(zhuǎn)子驅(qū)動模型，磁鏈驅(qū)動模型及轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)器和矩陣器模型等四個部件組合構(gòu)成，對四個模型進行matlab仿真。在對電機進行仿真模塊設(shè)計的基礎(chǔ)上，進一步構(gòu)造了對電機啟動仿真模擬。3.3構(gòu)建αβ0系統(tǒng)下異步發(fā)動機的數(shù)學模型從abc系統(tǒng)到αβ0系統(tǒng)的總表變換，即在αβ0系統(tǒng)下，電機的磁鏈方程，即φra=L,ira+Lmisa電磁轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩方程，即得到，即③③4Rpibetatpibetat圖3-2定子模塊得到，即圖3-3磁鏈模塊轉(zhuǎn)矩模型的建立：得到，即×××k電機模型的建立：圖3-4轉(zhuǎn)矩模塊圖3-5電機模型模塊以坐標轉(zhuǎn)換模塊和電動機的模塊作為基準，再添加了正弦交流信號、示波器等4基于aβ0系統(tǒng)下異步電動機啟動仿真分析4.1系統(tǒng)仿真參數(shù)本章節(jié)具體利用了三相異步電動機在aβ0系統(tǒng)下的仿真模型對三相異步電機的直接啟動和S形曲線恒壓頻比啟動為實例對其進行了仿真和深入的研究，用matlab軟件對模型進行仿真。電機的主要電感基本參數(shù)：定子驅(qū)動電機的磁極功率對數(shù)f=2,頻率對數(shù)f=50Hz,t1=8.84N·m,定子驅(qū)動繞組的自感整流電阻r=4.2o,轉(zhuǎn)子驅(qū)動繞組的自感整流電阻r2=3.24w,定子驅(qū)動繞組的自感整流電阻r=0.666h,轉(zhuǎn)子驅(qū)動轉(zhuǎn)下面用仿真示波器分別表示直接啟動和S形曲線恒壓頻比啟動時候AZk◎因至困陽隔口卡o00.05圖4-2直接啟動轉(zhuǎn)矩波形從波形圖中可以看出直接啟動的時候電機的轉(zhuǎn)矩波動很大，像是一個力的來回拉扯，非常不平穩(wěn)。因至困陽陽00圖4-3直接啟動電流波形從波形圖中可以看出直接啟動時候電流波動非常大，豎軸峰值達到150A,直到橫軸達到0.15s時才趨于平穩(wěn)。而在采用了S形曲線恒壓頻比啟動之后電流和轉(zhuǎn)矩的波形發(fā)生了明顯的變化。ds立由圖中可以看出此時的啟動電壓是緩慢上升，在五秒的時候電壓達到了穩(wěn)定值躍形。圖4-6S形曲線恒壓頻比啟動時的電流曲線此圖與之前的直接啟動的電流曲線對比，起始曲線