基于Matlab异步电动机起动的模型建立与仿真

1、论文题目：基于论文题目：基于Matlab异步电动机起动的模型建异步电动机起动的模型建立与仿真立与仿真 姓姓 名：名： 学学 号：号：116041-01 专专 业：生产过程自动化技业：生产过程自动化技术术指导教师：党智乾指导教师：党智乾评阅教师：周评阅教师：周 挺挺 起动原理：起动原理： 直接起动原理直接起动原理 转子串电阻起动原理转子串电阻起动原理 定子经变压器降压起动原理定子经变压器降压起动原理起动方式的比较：起动方式的比较： 直接起动直接起动 设备简单，起动速度快，但电网冲击大。设备简单，起动速度快，但电网冲击大。 转子串电阻起动转子串电阻起动 起动转矩减小，适用于中、大容量的起动转矩减小

2、，适用于中、大容量的异步电机轻载货空载起动。异步电机轻载货空载起动。 定子经变压器降压起动定子经变压器降压起动 具有较大的起动能力和承受机具有较大的起动能力和承受机械负载波动的能力，适用于容量较大的低压电动机。但体械负载波动的能力，适用于容量较大的低压电动机。但体积大、质量大、价格高，起动线路复杂。积大、质量大、价格高，起动线路复杂。直接起动仿真模型：直接起动仿真模型：参数设置：断路器Breaker参数设置 参数说明: Breaker resistance Ron-断路器电阻Ron/Initial state-初始状态/Snubber resistance-缓冲电阻/ Snubber capa

3、citance-缓冲电容/Switching times-开关时间.参数设置：异步电动机参数设置 参数说明：Nominalpower,voltage,frequency-额定功率、电压、频率/Stator resistance and inductance-定子电阻和电感/Rotor resistance and inductance-转子电阻和电感/ friction factor and pairs of poles-摩擦系数和极对数. 参数设置：异步电动机测试信号分配器参数设置 参数说明：依次为转子电流、定子电流、转速、电磁转矩(电机检测信号分配器最多可以有21路输出信号,本文只需转子电

4、流、定子电流、转速、电磁转矩四种信号).要点说明： 电压设置为220v,频率为50Hz,相位依次为0、-120、120. 电机为鼠笼式异步电机，故无转子输出端，A、B、C为定子电压接线端，Tm:电机转子的机械负载输入端，m:电机运行状态的信号检测端. 异步电机测试信号分配器：最多有21路输出信号（本文只需转子电流、定子电流、电机转速、电磁转矩四种信号）.直接起动仿真波形：直接起动仿真波形：结果分析： 从上图可以看出，直接起动时，起动过程在0.1秒左右结束，起动速度较快。因为负载很小，所以转速非常接近同步转速1500，转速上升速度快。定子电流波形和转子电流波形呈现较大的振荡，起动后电流降至正常工

5、作电流。异步电机在直接起动过程中的起动电流较大为138A，为额定电流的9倍，这与实际情况相符。（由额定电流计算公式得）。电机最初起动转矩为460，但转矩在起动过程的0.025至0.1秒内迅速减小，这不利于电机的起动，电机在完全起动后转矩接近于0，这是因为负载转矩很小的缘故。转子串电阻起动仿真模型：转子串电阻起动仿真模型：参数设置：电阻参数设置 参数说明：Resistance、Inductance、Capacitance电阻、电感、电容. 要点说明： 电阻的选取：在Matlab/Smulink仿真软件中没有纯电阻，因此需要把RLC串联电路模块（电阻、电感、电容）进行一定的参数设置，把电感设置为零

6、，电容设置为inf（无限），即可得到仿真所需的纯电阻.转子串电阻仿真波形：转子串电阻仿真波形：结果分析： 从上图可以看出，波形曲线自上而下依次为电机转子电流ir、定子电流is，电机的转速n、电磁转矩Te。异步电动机通过转子串电阻起动的方法，经0.1秒将电阻短接后，电机转子电流ir与定子电流is有较大波动。电机在波动的电磁转矩Te作用下，转速n逐渐加速到额定转速。通过转子串电阻仿真波形跟直接起动仿真波形相比较，我们可以清楚看到起动电流波动明显减小。定子经变压器起动模型：定子经变压器起动模型：参数说明：变压器参数设置 参数说明：Nominal power and frequency-额定功率和频率

7、/Winding parameters-绕组参数/Magnetization resistance-磁电阻/ Magnetization reactance-磁化电抗.要点说明： 变压器的参数设置-绕组连接方式：“Y”无中性线的星形连接。 变压器、发电机的绕组中有一点，此点与外部各接线端间的电压绝对值均相等，这一点就称为中性点，通常我们称它为0点;但是当中性点接地时，该点就称为零点;由中性点引出的导线，称为中性线 。 中性线适用于三相不对称负载作星形连接 ，避免造成星形点电压偏移而损坏电器 。定子经变压器降压起动仿真波形：定子经变压器降压起动仿真波形：结果分析： 从上图可以看出，异步电动机通过定子经变压器降压起动，可以减小变压器二次侧加在定子两端的机端电压，从而达到减小起动电流的目的。从定子电流波形可知，定子电流为96A，比直接起动的定子电流小。但是在起动的过