異步電動機matlab與Simulink仿真設(shè)計

#(8)(8)3基于simulink的異步電動機模型它提供了一個異步電動機在電力系統(tǒng)仿真模塊(SimPowerSystems7.0版本)的MATLAB的仿真，使電力系統(tǒng)變得更方便。但也有缺點，因為此感應(yīng)電機模塊的參數(shù)不能改變這個模型的數(shù)據(jù)，如定子電阻和轉(zhuǎn)子電阻。因此該模型不適合使用在出現(xiàn)故障的電動機和需要改變參數(shù)的分析仿真過程中。在本課題中，我們利用Simulink仿真模塊，以建立一個新的模型，就是為了解決這些問題。3.1Park變換為了得到模型在aB兩相同步靜止坐標系下異步電動機的固定框架，我們必須先進行改造的三相電壓源模型。圖3-1Park圖3-1Park變換Where:C=.22圖3-2Where:C=.22圖3-2磁鏈和轉(zhuǎn)矩的模型(9)3.2轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速模型基于以上方程(7)(8)對異步電動機轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速建立模型。

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oftorque^ndspeed?11torquq1I—stritorcLirr?ntTluxl，口"日ilu^?I—I,T.YGraph圖3-3異步電機仿真模型3.3s函數(shù)的源程序由于感應(yīng)電機模型是一個多輸入、多輸出耦合系統(tǒng)，它將變成一種冗長的工作來解決當前和通量方程直接利用Simulink仿真的基本模塊。如有錯誤的模型參數(shù)，就沒有仿真的結(jié)果可以證明。如果要找出故障的模型，它需要調(diào)試每個模塊。在本篇論文中，我們使用S-functionSIMULINK模塊來解決當前和流量方程，它是根據(jù)該公式編程（6）來計算。S-function模塊作為sfun_currandflux被命名。仿真模型只需要調(diào)用這個sfun_currandflux就能解決現(xiàn)有的和通量方程模型,使得調(diào)試和驗收變得方便。S-function%的初始化function[sys,xO,str,ts]=mdlInitializeSizes；sizes=simsizes；sizes.NumContStates=4；sizes.NumDiscStates=0；sizes.NumOutputs=4；sizes.Numlnputs=3；sizes.DirFeedthrough=1；sizes.NumSampleTimes=1；sys=simsizes(sizes)；x0=[0；0；0；0]；str=口；ts=[00]；%subroutineofstateequation；functionsys二mdlDerivatives(t,x,u,Rs,Rr,Ls,Lr,Lm)；k=l/(Ls*Lr-Lm*Lm)；A二［-(Rs*Lr+Rr*Ls)*k-u(3)Rr*kLr*u(3)*k；u(3)-(Rs*Lr+Rr*Ls)*k-Lr*u(3)*kRr*k；-Rs000；0-Rs00］；x=［x(1)；x(2)；x(3)；x(4)］；B二［Lr*k0；0Lr*k；10；01］；U=［u(1)；u(2)］；dx=A*x+B*U；sys=dx；%subroutineofoutputequationfunctionsys=mdlOutputs(t,x,u)sys=［x］；本文改進了文獻［2］的狀態(tài)方程算法，仿真的結(jié)果不是很精確。主要的誤差是：定子電流在電動機的起動過程中幾乎是接近于零。經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)，它為了方便集三個中間變量在文獻［2］建立模型的方法，使得它的計算結(jié)果必然會有一個極大錯誤的。在本文中，我們只有一個中間變量k1/(LsLr-L2m)，以提高該算法的準確性。4仿真結(jié)果與分析4.1仿真結(jié)果在仿真參數(shù)條件下的電動機額定電壓為380V；頻率為50Hz；定子電阻的阻值為Rs=42.5Q；定子電感為Ls=0.666H；轉(zhuǎn)子電阻為Rr=3.24Q；轉(zhuǎn)子電感為Lr=0.671H；互感的定子和轉(zhuǎn)子之間的互感為：Lm=0.65H；電機極對數(shù)Np=2；慣性系數(shù)為J=0.02kg.。電機輸入的參數(shù)文件，在一個m文件電機和運行這種m文件之前的仿真模型的MATLAB程序。s_funcurrandflux調(diào)用函數(shù)模型。設(shè)置仿真參數(shù)，對時間的仿真模擬，最大限度的0.7秒鐘：1e-3—步,絕對誤差數(shù)值求解是：1e-6。仿真結(jié)果顯示如下：

bXbX圖4-4的定子磁鏈定向的4?2仿真分析1）在起動電流沖擊起動過程，然后被穩(wěn)定通過振動衰減。當在0.4S增加負載時，電流也增加了，然后一個穩(wěn)定的正弦波。2）當電機開始啟動,定子磁鏈震蕩,然后達到穩(wěn)定。穩(wěn)定的定子磁鏈的軌跡是一個圓形的。結(jié)果符合實際情況。定子磁鏈比文獻2中的仿真結(jié)果更穩(wěn)定。3）不帶負載時電機的速度幾乎是接近同步轉(zhuǎn)速的1500r/分鐘。當0.4S負載增加時，轉(zhuǎn)速下降，然后達到穩(wěn)定。4）仿真結(jié)果符合實際狀況的運行電動機。實踐證明,該電機模型是正確的。在課題中，使用者可以根據(jù)他們的需求編輯S-function。電機模型適用于基于對DSP的電機故障分析、電機直接轉(zhuǎn)矩控制。5結(jié)論異步電動機模型在兩相固定框架下建立了利用MATLAB/SIMULINKS-function模塊的設(shè)計。該算法的狀態(tài)方程求解定子電流、流量均有所提高，提高了模型的正確性。仿真結(jié)果證明了該模型的正確性，將求得狀態(tài)量及算法的電流。本文的模型在未來基于DSP可以用于研究電機直接轉(zhuǎn)矩控制中。異步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制1前言應(yīng)用磁場定向控制方法的研究變速感應(yīng)電動機驅(qū)動器，變?yōu)橐粋€復雜的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。一般來說，磁場定向控制一個封閉回路。系統(tǒng)由以下組成部分:1）PID控制器的電機磁鏈和轉(zhuǎn)矩；2）電流和電壓解耦網(wǎng)絡(luò)；3）復雜的坐標變換；4）兩軸為三軸轉(zhuǎn)換器；5）電壓或電流調(diào)制器；6）磁鏈和轉(zhuǎn)矩；7）PID滑模速度控制器。在直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，兩個滯環(huán)比較器和一個選型表組件放在桌子上1-5所取代，它被證實［3］有這種大大簡化控制結(jié)構(gòu)、驅(qū)動性能。能明顯改善比較時的磁場定向控制。同時還發(fā)現(xiàn)，通過一個更復雜的選型表性能，對直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的可進一步改進和完善。2直接轉(zhuǎn)矩的控制針對基于直接轉(zhuǎn)矩控制的控制器，不需要復雜的坐標變換。這對于解耦的非線性交流電機來說，可以獲得控制結(jié)構(gòu)的使用的開關(guān)，它用開-關(guān)來操作變頻電源開關(guān)。類似于磁場定向控制、控制磁鏈和轉(zhuǎn)矩測量或估計，要么是作為反饋信號作為控制器。然而,相對于磁場定向控制、功率開關(guān)的狀態(tài)直接從測量確定和參考轉(zhuǎn)矩和磁通的信號圖1。直接轉(zhuǎn)矩控制取得了較好的效果，通過一個選型表輸入的扭矩。在誤差的大小和定子磁鏈定向的空間矢量的角度，定子磁鏈定向的空間矢量。震級誤差信號的離散的定子磁鏈定向的兩個層次的通過滯環(huán)比較器。轉(zhuǎn)矩誤差信號離散為三個層面的一種方法。角度的定子磁鏈定向的離散成6個60度的部分。輸出的選型表是設(shè)置變頻器的功率開關(guān)器件的。3直接轉(zhuǎn)矩控制的選型表通過轉(zhuǎn)矩方程開發(fā)的感應(yīng)電動機從理論上來講是可以用定子和轉(zhuǎn)子磁鏈空間向量表示的，如圖公式(1)。(1)5彷表示同坐標系下的轉(zhuǎn)子磁鏈和定子空間向量之間的夾角，Xr、Xs、Xm分別代表了電機定子、轉(zhuǎn)子及空氣間隙的自感應(yīng)。固定轉(zhuǎn)子和定子磁通的空間向量的大小，這個角度可以是用來控制電機的扭矩?？梢詮墓?2)的定子電壓方程得到感應(yīng)電動機模型。耳*=為刼(2)電氣時間常數(shù)Tn和定子電壓空間矢量。這個表達法