基于MATLAB的按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的異步電動機仿真課程設(shè)計

1、唐山學(xué)院自動控制系統(tǒng)課程設(shè)計題目基于MATLAB的按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的異步電動機仿真系（部）智能與信息工程學(xué)院班級12電本1班姓名學(xué)號指導(dǎo)教師呂宏麗吳錚2016年丄月丄8日至丄月_2£日共1周2016年1月22日自動控制系統(tǒng)課程設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目、內(nèi)容及要求1設(shè)計題目：基于MATLAB的按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的異步電動機仿真2設(shè)計內(nèi)容：以異步電動機在靜止坐標系中-i-屮為狀態(tài)變量的狀態(tài)方程結(jié)構(gòu)為核心，構(gòu)建異sr步電動機仿真模型。要求：（1）推導(dǎo)出相應(yīng)的狀態(tài)方程；（2）三相正弦對稱電壓u、u和u經(jīng)3/2變換模塊，得到相應(yīng)的兩相電壓，送入異步電ABC動機仿真模型，輸出兩相電流經(jīng)2/3變換模塊，得

2、到三相電流i、i和i；ABC（3）觀察空載起動和加載過程的轉(zhuǎn)速仿真波形，觀察異步電動機穩(wěn)態(tài)電流波形，觀察轉(zhuǎn)子磁鏈波形。3設(shè)計要求：要求學(xué)生利用MATLAB/SIMULINK仿真平臺獨立完成異步電動機的建模,波形仿真結(jié)果正確，說明書格式符合要求。二、設(shè)計原始資料仿真電機參數(shù)：R1.850，R=2.6580，L=0.2941H，L=°-2898H，srsrL=0.2838H，J=0.1284Nm-s2，n=2，U=380V，f=50Hz。mpNN三、要求的設(shè)計成果（課程設(shè)計說明書、設(shè)計實物、圖紙等）課程設(shè)計說明書，異步電動機的仿真模型及仿真波形圖。四、進程安排第二十周周一：查閱資料，狀態(tài)

3、方程推導(dǎo)；周二至周三：異步電動機數(shù)學(xué)建模并仿真；周四：撰寫課程設(shè)計說明書；周五：課程設(shè)計答辯。五、主要參考資料1 陳伯時電力拖動自動控制系統(tǒng)（第三版）.北京：機械工業(yè)出版社，2003.2 薛定宇.基于MATLAB/Simulink的系統(tǒng)仿真技術(shù)與應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出版社，2002.目錄1引言12異步電動機的三相數(shù)學(xué)模型22.1 異步電動機動態(tài)數(shù)學(xué)模型的性質(zhì)22.2 異步電機三相數(shù)學(xué)模型的建立過程22.2.1磁鏈方程32.2.2電壓方程52.2.3轉(zhuǎn)矩方程72.2.4運動方程83坐標變換和狀態(tài)方程93.1坐標變換的基本思路93.2三相-兩相變換（3/2變換和2/3變換）103.3 靜止兩相坐標

4、系狀態(tài)方程的建立124系統(tǒng)模型生成及仿真144.1各模型實現(xiàn)144.1.1 3/2變換模型144.1.2異步電動機模型154.2整體模型174.3仿真參數(shù)設(shè)置174.4仿真結(jié)果175總結(jié)20參考文獻21課程設(shè)計說明書1引言異步電動機具有非線性、強耦合性、多變量的性質(zhì)，要獲得高動態(tài)調(diào)速性能，必須從動態(tài)模型出發(fā)，分析異步電動機的轉(zhuǎn)矩和磁鏈控制規(guī)律，研究高性能異步電動機的調(diào)速方案。矢量控制系統(tǒng)和直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)是已經(jīng)獲得成熟應(yīng)用的兩種基于動態(tài)模型的高性能交流電動機調(diào)速系統(tǒng)，矢量控制系統(tǒng)通過矢量變換和按轉(zhuǎn)子磁鏈定向，得到等效直流電機模型，然后模仿直流電機控制策略設(shè)計控制系統(tǒng)；直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)利用轉(zhuǎn)矩偏

5、差和定子磁鏈幅值偏差的正、負符號，根據(jù)當前定子磁鏈矢量所在位置，直接選取合適的定子電壓矢量，實施電磁轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈的控制。兩種交流電動機調(diào)速系統(tǒng)都能實現(xiàn)優(yōu)良的靜、動態(tài)性能，各有所長，也各有不足。但是無論是哪種控制方法都必須經(jīng)過仿真設(shè)計后才可以進一步搭建電路實現(xiàn)異步電動機的調(diào)速。本設(shè)計是基于MATLAB的按定子磁鏈定向的異步電動機控制仿真，通過模型的搭建，使得異步電動機能夠以圖形數(shù)據(jù)的方式經(jīng)行仿真，模擬將要實施的轉(zhuǎn)子磁鏈設(shè)計，查看設(shè)計后的轉(zhuǎn)矩、磁鏈、電流、電壓波形，對比觀察空載起動和加載過程的轉(zhuǎn)速仿真波形，觀察異步電動機穩(wěn)態(tài)電流波形，觀察轉(zhuǎn)子磁鏈波形。232異步電動機的三相數(shù)學(xué)模型2.1 異步電

6、動機動態(tài)數(shù)學(xué)模型的性質(zhì)異步電機數(shù)學(xué)模型的建立實質(zhì)是找出異步電機的電磁耦合關(guān)系，而電磁耦合是機電能量轉(zhuǎn)換的必要條件，電流與磁通的乘積產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩與磁通的乘積得到感應(yīng)電勢。由于他勵直流電機的勵磁繞組和電樞繞組相互獨立，勵磁電流和電樞電流單獨可控。若忽略對勵磁的電樞反應(yīng)或通過補償繞組抵消之，則勵磁和電樞繞組各自產(chǎn)生的磁動勢在空間相差n/3，無交叉耦合，氣隙磁通由勵磁繞組單獨產(chǎn)生，而電磁轉(zhuǎn)矩正比于磁通和電樞電流的乘積。不考慮弱磁調(diào)速時，可以在電樞合上電源以前建立磁通，并保持勵磁電流恒定，這樣就可以認為磁通不參與系統(tǒng)的動態(tài)過程，一次直接通過電樞電流來控制轉(zhuǎn)速了?？梢钥闯鲋绷麟姍C動態(tài)數(shù)學(xué)模型只有一個輸入

7、變量（電樞電壓），和一個輸出變量（轉(zhuǎn)速），可以用單變量系統(tǒng)來描述，完全可以應(yīng)用線性控制理論和工程設(shè)計方法進行分析。而交流異步電動機則不同，不能簡單用單變量的方法控制來設(shè)計分析，因為異步電機變壓變頻調(diào)速時需要進行電壓（或電流）和頻率的協(xié)調(diào)控制，有電壓（電流）和頻率兩種獨立的輸入變量。在輸出變量中，除轉(zhuǎn)速外，磁通也得算一個獨立的輸出變量。這是由于電機有一個三相輸入電源，磁通的建立和轉(zhuǎn)速的變化是同時進行的，為了獲得良好的動態(tài)性能，也需對磁通施加控制，使它在動態(tài)過程中盡量保持恒定，才能產(chǎn)生較大的動態(tài)轉(zhuǎn)矩。當直流電機在基速以下運行時，容易保持磁通恒定，可以視為常數(shù)，異步電動機無法單獨對磁通進行控制，電流

8、乘以磁通產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速乘以磁通產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，在數(shù)學(xué)模型中含有兩個變量的乘積項，因此，即使不考慮磁路飽和等因素，數(shù)學(xué)模型也是非線性的。三相異步電機定子繞組在空間互差2n/3,轉(zhuǎn)子也可等效為空間互差2n/3的三相繞組，各繞組間存在交叉耦合，每個繞組都有各自的電磁慣性，再考慮運動系統(tǒng)的機電慣性，轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)角積分關(guān)系等，動態(tài)模型是高階的?？偠灾?，異步電動機的動態(tài)數(shù)學(xué)模型是一個高階，非線性，強耦合的高階的多變系統(tǒng)。2.2 異步電機三相數(shù)學(xué)模型的建立過程研究異步電動機時，作如下假設(shè)：1）忽略空間諧波，設(shè)三相繞組對稱，在空間互差2n/3電角度，所產(chǎn)生的磁動勢沿氣隙按正弦規(guī)律分布；2) 忽略磁路飽和，各繞組

9、的自感和互感都是恒定的；3) 忽略鐵芯損耗；4) 不考慮頻率變化和溫度變化對繞組電阻的影響。無論電機轉(zhuǎn)子是繞線型還是籠型的，都將它等效成三相繞線轉(zhuǎn)子，并折算到定子側(cè)，折算后的定子和轉(zhuǎn)子繞組匝數(shù)都相等。這樣，實際電機繞組就等效成圖2-1所示的三相異步電機的物理模型。圖2-1三相異步電動機的物理模型在圖2-1中，定子三相繞組軸線A、B、C在空間是固定的，以A軸為參考坐標軸；轉(zhuǎn)子繞組軸線a、b、c隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子a軸和定子A軸間的電角度0為空間角位移變量。規(guī)定各繞組電壓、電流、磁鏈的正方向符合電動機慣例和右手螺旋定則。這時，異步電機的數(shù)學(xué)模型由下述磁鏈方程、電壓方程、轉(zhuǎn)矩方程和運動方程組成。2.2.

10、1磁鏈方程每個繞組的磁鏈是它本身的自感磁鏈和其它繞組對它的互感磁鏈之和，因此,六個繞組的磁鏈可表達為屮-"LLAAAAB屮LLBBABB屮LLC=CACB屮LLaaAaB屮LLbbAbB屮LL_cLcAcBLLACAaLLBCBaLLCCCaLLaCaaLLbCbaLLcCcaLL_iAbAcALLiBbBcBLLiCbCcCLLiabacaLLibbbcbLLicbcCc(2-1)(2-2)或?qū)懗蒐i式中，L是6X6電感矩陣，其中對角線元素Laa,Lbb,LCC,Laa，U,是各有關(guān)繞組的自感，其余各項則是繞組間的互感。實際上，與電機繞組交鏈的磁通主要只有兩類：一類是穿過氣隙的相間

11、互感磁通，另一類是只與一相繞組交鏈而不穿過氣隙的漏磁通，前者是主要的。電感的種類和計算：定子漏感Lis定子各相漏磁通所對應(yīng)的電感，由于繞組的對稱性，各相漏感值均相等；轉(zhuǎn)子漏感Llr轉(zhuǎn)子各相漏磁通所對應(yīng)的電感；定子互感Lms與定子一相繞組交鏈的最大互感磁通；轉(zhuǎn)子互感Lmr與轉(zhuǎn)子一相繞組交鏈的最大互感磁通。由于折算后定、轉(zhuǎn)子繞組匝數(shù)相等，且各繞組間互感磁通都通過氣隙，磁阻相同，故可認為Lms=Lmr對于每一相繞組來說，它所交鏈的磁通是互感磁通與漏感磁通之和，因此，定子各相自感為2-3)2-4)L=L=L=L+LAABBCCmsls轉(zhuǎn)子各相自感為L=L=L=L+Laabbccmslr兩相繞組之間只有

12、互感。互感又分為兩類：(1)定子三相彼此之間和轉(zhuǎn)子三相彼此之間位置都是固定的，故互感為常值(2)定子任一相與轉(zhuǎn)子任一相之間的位置是變化的，互感是角位移0的函數(shù)。第一類固定位置繞組的互感：三相繞組軸線彼此在空間的相位差是±120°，在假定氣隙磁通為正弦分布的條件下，互感值應(yīng)為Lcosl20°=Lcos(-120°)=-Lmsms2ms于是L=L=L=L=L=L=-丄L(2-5)ABBCCABACBAC2msL=L=L=L=L=L=-丄L(2-6)abbccabacbac2ms第二類變化位置繞組的互感：2-7)定、轉(zhuǎn)子繞組間的互感，由于相互間位置的變化，可分

13、別表示為L=L=L=L=L=L=Lcos0AaaABbbBCccCmsL=L=L=L=L=L=Lcos(6120°)(2-8)AccABaaBCbbCmsL=L=L=L=L=L=Lcos(6+120°)(2-9)AbbABccBCaaCms當定、轉(zhuǎn)子兩相繞組軸線一致時，兩者之間的互感值最大，就是每相最大互感Lms。將式(2-5)式(2-9)都代入式(2-2)，即得完整的磁鏈方程，顯然這個矩陣方程是比較復(fù)雜的，為了方便起見，可以將它寫成分塊矩陣的形式ssLrssrLrr2-10)式中aaabci=siABi=riibcL=ssL=rrL+Lmsls1L2ms1L2ms1L2m

14、sL+Llsms1L2ms1L2ms1L2msL+Lmsls2-11)L+Lmslr1L2ms1L2ms1L2msL+Lmslr1L2mscos0L=LT=Lrssrms1L2ms1L2msL+Lmslrcos(0120°)2-12)cos(0+120°)cos(0120°)cos0cos(0+120°)cos(0+120°)cos(0120°)cos02-13)值得注意的是，Lsr和Lrs兩個分塊矩陣互為轉(zhuǎn)置，且均與轉(zhuǎn)子位置0有關(guān)，它們的元素都是變參數(shù)，這是系統(tǒng)非線性的一個根源。為了把變參數(shù)轉(zhuǎn)換成常參數(shù)須利用坐標變換，后面將詳細討論

15、這個問題。2.2.2 電壓方程三相定子繞組的電壓平衡方程為 Q丄d屮u=iR+BBBsdt q丄d屮CCsdt與此相應(yīng)，三相轉(zhuǎn)子繞組折算到定子側(cè)后的電壓方程為=Q丄d屮aardt q丄d屮U=iR+bbbrdt=p丄d屮ccrdt式中uA、uB、uC、ua、ub、uc定子和轉(zhuǎn)子相電壓的瞬時值；iA、iB、iC、ia、ib、ic定子和轉(zhuǎn)子相電流的瞬時值；屮A、屮B、屮C、屮a、屮b、屮c各相繞組的全磁鏈；Rs、Rr定子和轉(zhuǎn)子繞組電阻；上述各量都已折算到定子側(cè)，為了簡單起見，表示折算的上角標“'”均省略以下同此。將電壓方程寫成矩陣形式，并以微分算子p代替微分符號d/dt，則或?qū)懗蓇R00A

16、su0R0Bsu00RC=su000au000bu000c000Rr000000Rr0u=Ri丄p¥如果把磁鏈方程（2-1）代入電壓方程（2-2）中，即得展開后的電壓方程為2-14）U=Ri丄P（Li）=Ri丄Ldt丄不=Ri+L色+冬widtdO式中，Ldi/dt項屬于電磁感應(yīng)電動勢中的脈變電動勢（或稱變壓器電動勢）,widL/dO項屬于電磁感應(yīng)電動勢中與轉(zhuǎn)速成正比的旋轉(zhuǎn)電動勢。2.2.3 轉(zhuǎn)矩方程根據(jù)機電能量轉(zhuǎn)換原理，在多繞組電機中，在線性電感的條件下，磁場的儲能和磁共能為W=W'=it&=itLi(2-15)mm22而電磁轉(zhuǎn)矩等于機械角位移變化時磁共能的變化率d

17、Wm'鳳m(電流約束為常值)，且機械角位移0m=0/np，于是eaw'mi=const.aw'm-a0i=const.2-6)將式(2-5)代入式(2-6)，并考慮到電感的分塊矩陣關(guān)系式(2-)(2-3)，一1i=nita02aLsra0aLrsa02-17)又由于iT=iTsiTr=iAiiCiibc代入式(2-7)得aL.iTira02-18)aL.+it舟issa0轉(zhuǎn)矩方程的三相坐標系形式：以式(2-8)代入式(2-18)并展開后，舍去負號，意即電磁轉(zhuǎn)矩的正方向為使0減小的方向，則T=nL(ii+ii+ii)sin0epmsAaBbCc+(ii+ii+ii)sin

18、(0+120°)(2-19)AbBcCa+(ii+ii+ii)sin(0-120°)AcBaCb應(yīng)該指出，上述公式是在線性磁路、磁動勢在空間按正弦分布的假定條件下得出來的，但對定、轉(zhuǎn)子電流對時間的波形未作任何假定，式中的i都是瞬時值。因此，上述電磁轉(zhuǎn)矩公式完全適用于變壓變頻器供電的含有電流諧波的三相異步電機調(diào)速系統(tǒng)。2.2.4 運動方程在一般情況下，電力拖動系統(tǒng)的運動方程式是FFJdoDKnT二T+o+BeLndtnnpppTL負載阻轉(zhuǎn)矩；J機組的轉(zhuǎn)動慣量；D與轉(zhuǎn)速成正比的阻轉(zhuǎn)矩阻尼系數(shù)；K扭轉(zhuǎn)彈性轉(zhuǎn)矩系數(shù)。對于恒轉(zhuǎn)矩負載，D=0,K=0，貝VT二T+J也eLndtp將式（

19、2-10），式（2-14），式（2-19）和式（2-21）綜合起來，再加上d9o=dt2-20)2-21)2-22)便構(gòu)成在恒轉(zhuǎn)矩負載下三相異步電機的多變量非線性數(shù)學(xué)模型。3坐標變換和狀態(tài)方程分析和求解非線性方程顯然是十分困難的。在實際應(yīng)用中必須設(shè)法予以簡化,簡化的基本方法是坐標變換。3.1坐標變換的基本思路從上節(jié)分析異步電機數(shù)學(xué)模型的過程中可以看出，這個數(shù)學(xué)模型之所以復(fù)雜，關(guān)鍵是因為有一個復(fù)雜的6x6電感矩陣，它體現(xiàn)了影響磁鏈和受磁鏈影響的復(fù)雜關(guān)系。因此，要簡化數(shù)學(xué)模型，須從簡化磁鏈關(guān)系入手。直流電機的數(shù)學(xué)模型比較簡單，先分析一下直流電機的磁鏈關(guān)系。圖3-1中繪出了二極直流電機的物理模型，圖

20、中F為勵磁繞組，A為電樞繞組，C為補償繞組。F和C都在定子上，只有A是在轉(zhuǎn)子上。把F的軸線稱作直軸或d軸(directaxis)，主磁通的方向就是沿著d軸的,A和C的軸線則稱為交軸或q軸(quadratureaxis)。雖然電樞本身是旋轉(zhuǎn)的，但其繞組通過換向器電刷接到端接板上，電刷將閉合的電樞繞組分成兩條支路。當一條支路中的導(dǎo)線經(jīng)過正電刷歸入另一條支路中時，在負電刷下又有一根導(dǎo)線補回來。這樣，電刷兩側(cè)每條支路中導(dǎo)線的電流方向總是相同的，因此，電樞磁動勢的軸線始終被電刷限定在q軸位置上，其效果好像一個在q軸上靜止的繞組一樣。但它實際上是旋轉(zhuǎn)的，會切割d軸的磁通而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)電動勢，這又和真正靜止的繞

21、組不同，通常把這種等效的靜止繞組稱作“偽靜止繞組”(pseudo-stationarycoils)。電樞磁動勢的作用可以用補償繞組磁動勢抵消，或者由于其作用方向與d軸垂直而對主磁通影響甚微，所以直流電機的主磁通基本上唯一地由勵磁繞組的勵磁電流決定，這是直流電機的數(shù)學(xué)模型及其控制系統(tǒng)比較簡單的根本原因。如果能將交流電機的物理模型等效地變換成類似直流電機的模式，分析和控制就可以大大簡化。坐標變換正是按照這條思路進行的。在這里，不同電機模型彼此等效的原則是：在不同坐標下所產(chǎn)生的磁動勢完全一致。3.2三相一兩相變換(3/2變換和2/3變換)現(xiàn)在先考慮上述的第一種坐標變換一一在三相靜止繞組A、B、C和兩

22、相靜止繞組a、B之間的變換，或稱三相靜止坐標系和兩相靜止坐標系間的變換，簡稱3/2變換。圖3-2中繪出了A、B、C和a、p兩個坐標系，為方便起見，取A軸和a軸重合。設(shè)三相繞組每相有效匝數(shù)為N3,兩相繞組每相有效匝數(shù)為N2,各相磁動勢為有效匝數(shù)與電流的乘積，其空間矢量均位于有關(guān)相的坐標軸上。由于交流磁動勢的大小隨時間在變化著，圖中磁動勢矢量的長度是隨意的。圖3-2三相和兩相坐標系與繞組磁動勢的空間矢量設(shè)磁動勢波形是正弦分布的，當三相總磁動勢與二相總磁動勢相等時，兩套繞組瞬時磁動勢在a、p軸上的投影都應(yīng)相等，因此Ni=Ni-Nicos60。一Nicos60°=N(i-1i-1i)2a3A

23、3B3C3A2B2csin60°一Ni3Csin60°=fN3(iB一ic)寫成矩陣形式，得3-1)N、223-2)代入式（3-1），得i.aiLp-l_12TiAiBiC3-3)令C3/2表示從三相坐標系變換到兩相坐標系的變換矩陣，則3-4)2如果要從兩相坐標系變換到三相坐標系（簡稱2/3變換），可利用增廣矩陣的方法把C3/2擴成方陣，求其逆矩陣后，在除去增加的一列，即得2/311213-5)如果三相繞組是Y形聯(lián)結(jié)不帶零線，則有iA+iB+iC=0，或iC=_iA_iB。代入式（3-4）和（3-5）并整理后得i.aipiAiB3-6)iAiBv6i.aip3-7)111_

24、iiN_2_2AiB.ai=3N0乜'3p2iC22考慮變換前后總功率不變，在此前提下，匝數(shù)比應(yīng)為按照所采用的條件，電流變換陣也就是電壓變換陣，同時還可證明，它們也是磁鏈的變換陣。3.3 靜止兩相坐標系狀態(tài)方程的建立在aP坐標系上可選的變量共有9個,即轉(zhuǎn)速w,4個電流變量la、Ip、la、irp和4個磁鏈變量"sa、"sp、Wra、"rP。由于轉(zhuǎn)子電流是不可測的，不宜用作狀態(tài)變量，因此只能選轉(zhuǎn)子電流i、i和轉(zhuǎn)子磁鏈"、屮，或者定子電流、isp和定rarprarpss，再加上轉(zhuǎn)rarp子磁鏈"、屮。也就是說,可以用兩種狀態(tài)方程來表示，即一

25、"ris和一"一isasprarp-i狀態(tài)方程。s兩種狀態(tài)方程。本設(shè)計計算采用轉(zhuǎn)子電流i、i.和轉(zhuǎn)子磁鏈"、屮速w共個5狀態(tài)變量來建立®一"raP坐標系上的磁鏈方程表示為"=Li+Lisassamra3-8)"=Li+Lispsspmrp"=Li+Liramsarra=Li+Limsprrp"rp其電壓方程為u=Ri+p屮sassau=Rispssp0=Ri+p屮一屮sa1sp+p屮屮sp1sa3-9)rrprarp0=Ri+p屮一屮rrarpi、屮、屮spsasp消去中間變量i、san2L衛(wèi)丄(i&qu

26、ot;i")Jsprasarp1一iTrar1iT邛rLmWaLLTrarsrLmWaLLTrasrrd®dtd屮radt+(1ra，整理后得出-屮r-i狀態(tài)方程為rpd屮rpdtdisadtdidt一ra1+aLLrprs1一nnaLLrasrnpTJLL+iTsdrL+miTsdrRL2+RL2srrmiqLL2srRL2+RL2s_rr_mi®1qLL2spsrsai1spsu+saqLs(3-10)ap靜止坐標系上的轉(zhuǎn)矩方程為T二nL1(iqepmLsprariq)sarp3-11)ap靜止坐標系上磁鏈方程為L0L0_isasmsa屮0L0Lisp=sms

27、piL0L0iramrrai0L0Lirp1mrrp3-12)推導(dǎo)出ira(屮Lrar丄(屮LrprnL(iipmsprai)msa3-13)Li)ms卩-iisarp代入式Te得出靜止坐標系電磁轉(zhuǎn)矩表達式為n丄（i屮一i屮）pLsprasarpr3-14)4系統(tǒng)模型生成及仿真4.1各模型實現(xiàn)本設(shè)計主要有3/2轉(zhuǎn)換模型，轉(zhuǎn)子磁鏈電動機模型，2/3轉(zhuǎn)換模型三個子系統(tǒng)組成。4.1.13/2變換模型由式（3-3）和式（3-4）可得到三相坐標系變換到兩相坐標系的電壓變換式為h-121_uu：22AauV30魚船uB1-BuL2C也就是-2uc)込.-3“-'2('；3u(P32C3/2

28、令C3/2表示從三相坐標系變換到兩相坐標系的變換矩陣，則2用Simulink建模得到模型如圖4-1所示。圖4-13/2電壓變換模型4.1.2異步電動機模型異步電動機在靜止坐標系的電磁轉(zhuǎn)矩表達式為：T=nL(ii-ii)epmsprasarp建立異步電動機的動態(tài)數(shù)學(xué)模型如圖4-2所示：圖4-2異步電動機動態(tài)數(shù)學(xué)模型4.1.3 2/3變換模型從兩相坐標系變換到三相坐標系(簡稱2/3變換)，可利用增廣矩陣的方法把式(3-4)中的c矩陣擴成方陣，求其逆矩陣后，在除去增加的一列，即可得到兩相3/2坐標系變換到三相坐標系的電流變換陣為2/3也就是Ca建立2/3變換模塊的數(shù)學(xué)模型如圖4-3所示:圖4-32/

29、3電流變換模型4.2整體模型按照仿真的要求連接各封裝模塊模型得到整體模型如圖4-4所示:圖4-4整體模塊模型4.3仿真參數(shù)設(shè)置三相正弦電壓UA、UB、UC幅值為380,頻率為50Hz（即100*pi）,相位互差120度，采樣時間設(shè)為0.0001so階躍輸入作用時間0.5s，階躍信號幅值50v,采樣ymax:3，采樣時間0.0001s。R_1QCQ仿真電機參數(shù)：Rs_1.8512，L_0.2838Hj=0.1284Nm-s2m時間0.0001s。輸出TE-W的波形參數(shù)設(shè)置為xmin:-50，xmax:200，ymin:-50，ymax:350,采樣時間0.0001s。兩相磁鏈輸出波形器參數(shù)：xmin:-3,xmax:3,ymin:-3,R_2.6580L_0.2941HL_0.2898Hr，s，r，n_2U_380Vf_50Hzp，N，N4.4仿真結(jié)果初始狀態(tài)電機正常啟動，在0.5s的時刻，加上一個值為50的負載轉(zhuǎn)矩，觀察仿真得到的各個量之間變化關(guān)系。仿真結(jié)果如圖4-5圖4-9：圖4-5轉(zhuǎn)子磁鏈關(guān)系圖圖4-6轉(zhuǎn)速變化圖圖4-7定子電流變化圖圖4-8定子穩(wěn)