三相异步电机直接启动特性实验模型课程设计


    三相异步电动机Matlab仿真





    中国石油学胜利学院



    综合课程设计总结报告


    题 目:三相异步电机直接启动特性实验模型

    学生姓名:
    系 : 机械电气工程系
    专业年级: 2012级电气工程专业专升班
    指导教师:


    2013年 X月 X日


    设计务求
    普通异步电动机直接起动电流达额定电流67倍起动转矩达额定转矩125倍高温度快加热速度温度梯度电磁力产生极破坏力缩短定子线圈转子铜条寿命电网条件工艺条件允许情况异步电动机直接启动次课程设计通MATLAB软件建模模拟三相异步电动机直接启动时元器件电量变化
    参考:
    电力系统matlab仿真类书籍
    电机类教材
    二方案设计证
    三相异步电动机直接起动利开关接触器电动机定子绕组直接接具额定电压电网
    电机学知三相异步电动机电磁转矩M直流电动机电磁转矩相似表达形式电机结构(表现转矩常数)级磁通关三相异步电动机中通电枢全部电流点数电流功分量三相异步电机电磁转矩表达式:
    (11)
    式中——转矩常数
    ——级磁通
    ——转子功率数
    式(11)表明转子通入电流气隙磁场相互作产生电磁力反映电机中电流磁场作力间符合左手定物理关系称机械特性物理表达式该表达式分析电磁转矩磁通电流间关系时非常方便
    三相异步电动机转子等值电路知
    (12)
    (13)
    式(12)(13)代入(11):

    (14)
    :做分析:
    1 s0时M0说明电动机理想空载转速步转速
    2 s时说明电磁转矩T似s呈线性关系着M增加略降类似直流电动机机械特性条倾直线
    M
    0

    n
    图11 三相异步电动机机械特性
    3 s时说明电磁转矩M似s成反M增加时n反升高
    4 s1时n0常数三相异步电机启动转矩
    述见三相异步电动机机械特性两段组成:s较(n较高)时nM似呈线性关系s较(n较低)时nM增升高两部分机械特性圆滑连接三相异步电动机机械特性图11示
    5

    述公式三相异步电动机直接起动时起动电流较达额定电流 5~7 倍时会引起电网电压波动该方法适合容量轻负载异步电
    动机起动
    二:异步电动机直接启动电路图图12:

    图12
    三电路设计参数计算
    MATLAB简介
    八十年代计算机仿真成交流电机调速系统分析研究设计利工具应计算机仿真技术软件建立起电机传动控制仿真模型模型计算机模拟环境条件运行研究 代真实电机实际场合运行实验数节约研究时间费MATLAB 语言具特点: 1功强2界面友编程效率高 3扩展性强
    启动SIMULINK需MATLAB命令窗口键SIMULNIK命令时出现SIMULINK窗口窗口包含7模块库分信号源模块库(sources)输出模块库(Sinks)离散模块库(Diserete)线性模块库(Linear)非线性模块库(Nonlinear)连接接口模块库(Connections)扩展模块库(Extrax)

    1仿真电路设计参数
    应MatLabsimulink 建立三相异步电动机直接起动仿真模型图1 示包括三相异步电动机模块(Asynchronous Machine)电源模块(Power Source)选择器模块(Selector)测量模块(Machinemeasurement)等 中异步电机模块参数设置:Pn 110 KWUn 400 Vfn 50 Hz Un 1 487 rmin 定子电阻 Rs002155Ω定子电感 Ls0000 226H转子电阻 Rr0012 31Ω转子电感 Ls0000 226H漏抗X1+X’20254Ω励磁互感 L m0010 38H转动惯量 J23kg·m摩擦系数F005421N·m·s极数 p2
    2原理图(含仿真模块名称型号)


    图2三相异步电动机直接起动模型
    3元件清单
    元件
    序号
    元件
    符号
    元件
    型号
    参数
    数量
    备注
    1
    U
    3Phase
    Programmable
    Voltage Source
    400v
    1

    2
    M
    Asynchronous Machine
    SI Units

    110kw 400v
    1

    3
    V
    Voltage Measurement


    1

    4

    Constant

    500
    1

    5

    Machines
    Measurement
    Demux


    1

    6

    Selector

    ia
    2

    7

    Scope

    2

    8

    Gain

    10




    四仿真程仿真结果
    转子电流

    定子电流


    转速

    机械转矩
    根原件清单matalab65连线仿真结果

    五调试优化
    转子电流

    定子电流


    转速

    机械转矩
    (1)静态调试图负载零时

    (2)动态调试图带负载运行时
    转子电流

    定子电流

    转速

    机械转矩

    六仿真正确性验证
    (1)转子电流验证
    带入述已知参数利M语言程序画出转速转子电流特性图电流转速曲线关系YX(转子电流(A)转速(rmin)):



    图曲线变化知电流转速增加降异步电动机直接起动电流达额定电流67倍转速达1500rmin时电流约300A验证结果理值相
    (2)机械转矩验证


    电机参数数代入电磁转矩公式利M语言程序画出转速机械转矩特性图YX(转速机械转矩)
















    图知电机刚启动时起动转矩达额定转矩125倍仿真图相符
    七 结心
    两星期学仿真整电机设计程中学少东西更深步掌握MatLab电机电路设计原理深入解专业基础课程
    次实验目通解决较简单实际问题巩固加深电机学课程中学理知识实验技训练学生综合运学电机拖动
    基础知识教师指导完成查找资料选择证方案科学实验分析结果等工作通理联系实际提高培养学生分析解决实际问题力创新力续课程学毕业设计毕业工作定基础加强理知识实践统力加强动手操作力时培养团队精神助更快适应社会适应工作相信通次课程设计会学生活中更帮助感谢次训练中予帮助老师学

    八参考文献
    [1] 顾绳谷电机拖动基础[M]4版北京:机械工业出版社2007
    [2] 李维matlab电气中应北京:中国电力出版社2007
    [3] 汤蕴缪电机学[M]北京:机械工业出版社2000
    [4] 刘启新电机拖动基础 北京 中国电力出版社20072
    [5] 唐孝镐实心砖子异步电机应机械工业出版社19913
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    文***享

    贡献于2023-01-29

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