电机学 研究学习报告.pdf

MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开辟、数据可视化、

数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和

Simulink两大部份。MATLAB是matrixlaboratory两个词的组合，意为矩阵工厂(矩

阵实验室)。是由美国公司MathWorks发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式

程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线

性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科

学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解

决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)的编

辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。MATLAB的基本数据单位是矩阵，

它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比

用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件

的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，

C++，JAVA的支持。可以直接调用，用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB

函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，

用户可以直接进行下载就可以用。

本次研究性训练的目的是通过利用MATLAB软件或者C语言编程，仿真计算一台实际

的三相感应电动机稳态运行时的机械特性曲线，并分析影响感应电动机机械特性

的因素。在三相感应机电的稳态运行中，当负载变化时，其电磁转矩与机电转速

之间的曲线称为感应电动机的机械特性，机械特性曲线的不同形状代表机电的性

能差异，三相感应电动机机械特性的公式为：

可见，当上述公式中的各参数发生变化时，将直接影响机电的机械特性曲线形状的

改变。本次专题中需要应用MATLAB软件编程或者C语言编程，MATLAB软件具有强大的

绘图功能，能将计算的结果进行直观的图象显示，能方便对计算结果正确与否进

行直观的判断。通过本专题可以使学生把所学的MATLAB软件应用到实际机电的计

算、绘图中，用直观的图形变化来认识抽象的机电理论。

1利用三相感应电动机的机械特性公式，进行MATLAB编程，计算并绘制当机电

转速变化时，机电的机械特性曲线。

2改变电源电压，计算且绘制当机电转速变化时，机电的机械特性曲线。并比较特

性曲线的变化特点，有何结论？

3改变电源频率，计算且绘制当机电转速变化时，机电的机械特性曲线。并比较特

性曲线的变化特点，有何结论？

4改变转子电阻，计算且绘制当机电转速变化时，机电的机械特性曲线。并比较特

性曲线的变化特点，有何结论？

5改变定子电阻，计算且绘制当机电转速变化时，机电的机械特性曲线。并比较特

性曲线的变化特点，有何结论？

6改变定子电抗，计算且绘制当机电转速变化时，机电的机械特性曲线。并比较特

性曲线的变化特点，有何结论？

7改变转子电抗，计算且绘制当机电转速变化时，机电的机械特性曲线。并比较特

性曲线的变化特点，有何结论？

8对影响三相感应电动机机械特性曲线的变化因素及其曲线的变化特点进行总结。

谈谈本次研究性训练的收获。

要求学生参考课本第五章“InductionMachie三相感应电动机机械特性公式及其

曲线的形状等，通过MATLAB编程计算，绘制出机电参数改变时，机电的具体机械特

性曲线，理解和掌握影响机电机械特性曲线变化的因素。通过本次训练，能够让学生对

三相感应电动机机械特性曲线的特点加深理解，加深对机电后续内容的理解和掌握。

P=7.5kW，U=380V，f=50Hz，N=1455r/min，R=1.42Ω，X=5.41Ω，R’=1.25Ω，

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X’=7.75Ω，X=90.4Ω，R=10.6Ω，T0=94.1N·m(Y接法)

2mm

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