异步电动机在MATLABSIMULINK环境中的建模与仿真.pdf

2004 年 12 月 　　　　　　　　　　　　陕 　西 　工 　学 　院 　学 　报 Dec. 2004 第 20 卷第 4 期 　　　 　　　　　　　　Journal of Shaanxi Institute of Technology Vol. 20 　No. 4 ( ) [ 文章编号] 1002 - 3410 2004 04 - 0050 - 04 异步电动机 在 MATLAB/ SIMULINK 环境中的建模与仿真 蔡善乐 , 　袁忠于 (兰州理工大学 机电工程学院 , 　甘肃 兰州 　730050) [摘 　要] 　描述了 MATLAB/ SIMULINK 建模与仿真的特点 ,并以异步电动机为例 ,通过坐标变 换获得其数学模型 ,利用 MATLAB/ SIMULINK 进行了仿真试验 ,仿真结果证实了该模型的有效 性。 [ 关 　键 　词] 　异步电动机 ; 　计算机仿真 ; 　MATLAB/ SIMULINK; 　模型 [ 中图分类号] 　TP391. 9 　　　　　[ 文献标识码] 　A ( MATLAB/ SIMULINK 是 MathWorks 公司开发用来针对各种动态系统 连续系统、离散系统和混合系 ) 统 进行建模、仿真和分析的软件包 ,其图形化的交互式建模环境、丰富的模块库以及允许用户定制模块 的功能 ,使用户建模时只需拖放鼠标从模块库中拖放不同的系统模块并将它们连接起来就能完成 , 同 时 ,它和 MATLAB 的无缝结合 ,使 SIMULINK 允许用户使用MATLAB 的强大科学计算功能和MATLAB 的 丰富资源建立仿真模型、监控仿真过程、分析仿真结果。因此 ,MATLAB/ SIMULINK在系统仿真领域已经 ( ) 得到了承认和广泛的应用。本文以异步电动机为例 ,通过坐标变换获得两相同步旋转坐标系 M —T 下 的数学模型 ,在设置系统参数和仿真参数后运行该仿真模型 ,直观地显示了负载变化时异步电动机的转 矩、转速、磁通等物理量的动态变化曲线 ,说明了 SIMULINK在动态系统仿真中的应用。 1 　异步电动机的数学模型 在对异步电动机进行建模与仿真之前, 首先必须建立电动机的数学模型, 由于异步电动机是一个高 阶、强耦合的多变量系统, 在三相静止坐标系 A - B - C 下的数学模型非常复杂, 根据文献[ 1] 在建立异 ( ) αβ 步电动机的数学模型时, 需要通过坐标变换, 将 A - B - C 三相静止坐标系 3s 转换到 两相静止坐 ( ) ψ ( ψ ) 标系 2 s , 再转换到以转子总磁链 2 定向的 MT 坐标系 M 轴沿着 2 的方向 , 异步电动机在 MT 坐 标系下的数学模型, 可以用来 SIMULINK仿真。 ( ) ( ) 变换坐标的原则 : 1 变换前后的功率不变; 2 变换前后的合成磁动势不变。 ) (