基于MATLAB的电机仿真分析
徐同豫，陈玉玲
【摘 要】基于MATLAB软件对电机进行仿真研究，使用Simulink模块构建引擎启动、调速和制动模型进行仿真，对电机的研究发挥着重大意义。通过对电机运作的仿真，可以提高实验过程中安全性，缩短开发周期，更直观地观察发动机性能的影响因素。 【期刊名称】农机使用与维修 【年(卷),期】2019(000)006 【总页数】2
【关键词】MATLAB；Simulink模块；电动机
随着科学技术的改变和发展，电机的应用技术已经遍布各个行业范围。随着电机技术的不断发展，目前对电机技术的研究也逐渐复杂化，建模是一项重要的研究工具，不仅操作简单，而且安全性高。
1 三相异步电动机工作原理
一般情况下异步电动机的定子相数分为单相异步电动机与三相异步电动机两种，本系统讨论的是三相异步电动机。三相异步电动机的转子结构具有电池类型和绕组类型，异步电动机包括定子和转子两部分，端盖在定子的两端支撑转子。 电动机的转差率为同步转速n1与转子转速n之差即(n1-n)，对同步转速n之比值，并以S表示，如式(1)所示。 (1)
式中 S—转差率； n1—同步转速；
n—转子转速。
其中电动机的运作状态为，当0 发电机的状态使得感应电动机由初级电动机驱动，转换为高于旋转磁场的同步旋转速度，即S<0。因此，可在导体上感应出电动势，并且电流的方向与电动机的方向相反。电磁力矩的方向与转子的旋转方向相反。此时，感应电动机借助于旋转轴从原动机引入机械动力，克服电磁力矩并通过电磁感应从定子向电网传递电能，并且电动机处于发电机状态。 电磁制动方式通过机械负载或其他外因进行。 此时在转子导体中感应出的电动势、电流与在电动机状态下的相同，N极下导体电流方向向上；电磁转矩表示为制动转矩。此时，电动机以电磁制动状态运行，可以解释为机械能由主电动机供给，同时电机的轴吸收来自电网的电能(因导体中电流方向与电动机状态相同)，两者都变成了电机内部的损耗。 异步电动机的制动包括反接制动、能耗制动、反向回馈制动。 从异步电动机转速公式 n=(1-S)n1=(1-S)60f1/p 可以看出，日常中异步电动机主要分为变频调速、变转差率调速、变极调速。其中变频调速可通过改变电源频率f1进行调节；变转差率调速通过转子串电阻 调速或绕线转子串电动势调速或改变定子电压调速。 三相异步电动机的启动方面，当异步电动机直接投入电网启动时，t=0，S=1。异步电动机对电网呈现短路阻抗Zk，流过它的稳态电流称为起动电流。 一般笼型异步电动机在额定电压(U1=1)下直接启动，I*=4～7，则起动电流倍数为： (2) 式中 KI—启动电流倍数； Ist—启动电流； I—额定电流。 2 三相异步电动机仿真 2.1 启动仿真实例 用Simulink建立三相凸极同步电动机(二极)异步启动仿真模型，观察整个启动过程，示波器显示同步电动机异步启动过程的A相电枢电流、电磁功率、转速和功率角的变化曲线。 建模：异步启动的本质是首先将阻尼器缠绕在同步电机的转子上，因此在异步启动之初不能给励磁绕组施加励磁电流，模型中主要有同步电动机、三相交流电源、电动机测量信号模块、示波器、励磁电流施加控制等模块。 2.2 制动仿真实例 系统设计采用Simulink建立三相凸极同步电动机(二极) 能耗制动模拟模型，观察整个制动过程，示波器用同步电动机的能量显示制动过程A相的电枢电流、电磁功率、转速和功率角的变化曲线。 建模：仿真模型可以基于使用两个三相断路器的同步电动机的异步启动的仿真
基于MATLAB的电机仿真分析
