异步电动机matlab与Simulink仿真原版.doc

异步电动机matlab与Simulink建模与仿真 摘 要 本文通过结合Matlab / Simulink中的模块和s函数，建立了鼠笼式异步电动机的模型，并进行了分析。通过改进定子电流和定子磁链的方程式增加了模型的准确性。文中给出了增加负载时定子电流，磁链以及转子速度转矩的仿真结果。仿真结果表明在αβ两相同步静止坐标系下的模型可以更准确的反映运行中电机的实际情况。 关键词Matlab / Simulink 异步电动机状态 1 前 言 随着电力电子与交流电机的理论迅速发展,异步电动机越来越广泛地应用于各个领域的工业生产。异步电动机的仿真运行状况和计算机来解决电机控制直接转矩和电机故障分析具有重要意义。它能显示理论上的变化,当正在运行,提供了直接理论基础的电机直接转矩控制(DTC),分析电气故障。在过去,研究异步电动机的电机模型建立了三相静止不动的框架。电压、转矩方程在该模型的功能,同相轴之间的定子、转子的线圈的角度。是时间函数、电压、转矩方程是时变方程在这个运动模型。这使得很难建立在相异步电动机的固定框架相关的数学模型。但是通过坐标变换,建立在两相感应电动机模型框架可以使固定电压、转矩方程,。在本篇论文中,我们建立的异步电机仿真模型在固定框架,并给出了仿真结果,表明该模型更加准确地反映运行电动机实际情况 2 异步电动机的数学模型2.1 三相-两相变换矩阵电压方程矩阵 作为转子感应电动机是短路, Urα , Urβ =0。电压方程可以得到: 根据(2)我们状态方程 （3） 这个方程和电流的定子磁链定向的关系是一样的（4） （5） 根据公式(4)(5),我们有了异步电动机与定子磁链定向的状态方程和电流作为状态变量: （6） 转矩方程是（7） 速度方程（8） 3基于simulink的异步电动机模型 它提供了一个异步电机在电力系统仿真模块(SimPowerSystems 7.0版本)的MATLAB的仿真,使电力系统更方便。但也有缺点,此感应电机模块的参数不能改变这个模型,如定子和转子电阻。因此该模型不适合使用在故障的电机需要改变参数的仿真过程。在本,我们利用Simulink仿真模块,以建立一个新的模型,解决这些问题。 为了得到模型在异步电动机的固定框架,我们必须先进行改造的三相电压源。图1 Park变换 （9） 3.2 转矩和转速模型 基于以上方程(7)(8)对异步电动机建立模型。 图2 磁链和转矩的模型 图异步电机仿真模型由于感应电机模型是一个多输入、多输出耦合系统,它将变成一种冗长的工作来解决当前和通量方程直接利用Simulink仿真的基本模块。如有错误的模型参数,仿真的结果证明。要找出故障的模型,它需要调试每个模块。在本篇论文中,我们使用S-function SIMULINK模块解决当前和流量方程,它是根据该公式编程(6)。S-function模块作为sfun_currandflux命名。仿真模型只需要调用这个sfun_currandflux解决现有的和通量方程模型,调试和验收方便。S-function %的初始化function [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes； sizes = simsizes； sizes.NumContStates = 4； sizes.NumDiscStates = 0； sizes.NumOutputs = 4； sizes.NumInputs = 3； sizes.DirFeedthrough = 1； sizes.NumSampleTimes = 1； sys = simsizes(sizes)； x0 = [0；0；0；0]； str = []； ts = [0 0]； % subroutine of state equation； function sys=mdlDerivatives(t,x,u,Rs,Rr,Ls,Lr,Lm)； k=1/(Ls*Lr-Lm*Lm)； A=[-(Rs*Lr+Rr*Ls)*k -u(3) Rr*k Lr*u(3)*k； u(3) -(Rs*Lr+Rr*Ls)*k -Lr*u(3)*k Rr*k； -Rs 0 0 0； 0 -Rs 0 0]； x=