三相异步电动机的建模与仿真

摘要

随着电力电子变流技术和交流电机控制理论的发展，出现了许多新型变流装置和交流电机调速控制方法。众所周知，交流异步电动机本身是一个非线性、强耦合的对象，再加上在变流装置的非正弦供电条件下运行，使经典的交流电机理论和传统的控制系统分析方法不能完全适当于现代交流调速系统。采用计算机仿真方法来分析研究交流电机及其调速系统是解决这类工程问题的一种有效工具。MATLAB语言是目前国际上流行的一种演算纸式的编程语言，它具有强大的矩阵分析与运算功能，并且是一个开放的环境。其中SIMULINK就是为MATLAB开发的一种优秀的控制系统仿真工具软件，它具有模块化、可重载、可封装、面向结构图编程及可视化等特点，可大大提高系统仿真的效率和可靠性。

采用MATLAB/SIMULINK软件包，实现异步电动机动态数学模型的仿真，构造出两静止坐标系α、β系统中基于MATTLAB环境的异步电动机数学模型，研制了电机实时仿真系统，并对仿真系统的软硬件进行了说明。通过对异步电动机动态过程的仿真，验证了模型的可行性，实用性与准确性。

关键词　异步电机 建模 仿真 MATLAB/SIMULINK 

目录

摘要 I

目录 1

第1章 简介 3

1.1课题研究的意义 3

1.2交流调速的发展和现状 3

1.3本论文的主要工作 4

第2章 异步电动机的学模型分析 5

2.1 异步电动机的三相数学模型 5

2.2 异步电动机三相动态模型的数学表达式 5

2.2.1电压方程 5

2.2.2磁链方程 6

2.2.3运动方程 6

2.2.4转矩方程 6

2.3 坐标变换 7

第3章 异步电动机在静止坐标系α、β下的数学模型 8

3.1 电压矩阵方程 8

3.2 磁链方程 8

3.3 电磁转矩方程 8

3.4 两种二相静止坐标系下的数学模型 8

3.4.1 电压方程 9

3.4.2磁链方程 9

3.4.3转矩方程 9

第4章 空间电压矢量控制原理 10

4.1 三相合成矢量 10

4.2 空间矢量表达式 10

4.3 电压与磁链空间矢量的关系 11

4.4 SVPWM原理 11

4.5 期望电压空间矢量的合成 13

4.6 SVPWM的实现 14

4.6.1电压空间矢量所在扇区的确定 14

4.6.2零矢量的实现方法 15

4.7 本章小结 16

第5章 Matlab/Simulink 仿真 17

5.1 Matlab/Simulink 仿真平台简介 17

5.2 三相交流异步电机模 17

5.3 模型参数设置 21

5.3.1仿真结果 21

5.4 SVPWM控制模型 23

5.4.1系统仿真图 23

5.4.2仿真结果 25

第6章 总结 27

参考文献 28

致谢 29