電機(jī)學(xué)_研究學(xué)習(xí)報(bào)告-三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性曲線的仿真分析(已修改)
2025-06-08 12:45 本頁(yè)面
【正文】 電機(jī)學(xué)研究性學(xué)習(xí) —— 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性曲線的仿真分析 一． MATLAB的介紹： MATLAB是美國(guó) MathWorks公司出品的商業(yè) 數(shù)學(xué)軟件 ，用于 算法 開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及 數(shù)值計(jì)算 的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語(yǔ)言和交互式環(huán)境，主要包括 MATLAB和Simulink兩大部分。 MATLAB是 matrixamp。laboratory兩個(gè)詞的組合，意為矩陣工廠（矩陣實(shí)驗(yàn)室）。是由美國(guó)公司 MathWorks發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（如 C、 Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。 MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工 程中常用的形式十分相似，故用 MATLAB來解算問題要比用 C， FORTRAN等語(yǔ)言完成相同的事情簡(jiǎn)捷得多，并且 MATLAB也吸收了像 Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn)，使 MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對(duì) C， FORTRAN，C++， JAVA的支持?？梢灾苯诱{(diào)用，用戶也可以將自己編寫的實(shí)用程序?qū)氲?MATLAB函數(shù)庫(kù)中方便自己以后調(diào)用，此外許多的 MATLAB愛好者都編寫了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進(jìn)行下載就可以用。 二． 訓(xùn)練載體研究目的 本次研究性訓(xùn)練的目的是通過利用 MATLAB軟件或 C語(yǔ)言編程，仿真計(jì)算 一臺(tái)實(shí)際的三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的機(jī)械特性曲線，并分析影響感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 機(jī)械特性的因素。 在三相感應(yīng)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行中，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，其電磁轉(zhuǎn)矩與電機(jī)轉(zhuǎn)速之間的曲線稱為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，機(jī)械特性曲線的不同形狀代表電機(jī)的性能 差異，三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的公式為： 可見，當(dāng)上述公式中的各參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，將直接影響電機(jī)的機(jī)械特性曲線形狀 的改變 。 本次專題中需要應(yīng)用 MATLAB軟件編程或 C語(yǔ)言編程， MATLAB軟件具有強(qiáng)大的繪圖功能，能將計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行直觀的圖像顯示，能方便對(duì)計(jì)算結(jié)果正確與否進(jìn)行直觀 的判斷。 通過本專題可以使學(xué)生把所學(xué)的 MATLAB軟件應(yīng)用到實(shí)際電機(jī)的計(jì)算、繪圖中，用直觀的圖形變化來認(rèn)識(shí)抽象的電機(jī)理論。 三． 訓(xùn)練載體研究?jī)?nèi)容 1 利用三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性公式，進(jìn)行 MATLAB 編程，計(jì)算并繪制當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，電機(jī)的機(jī)械特性曲線。 2 改變電源電壓，計(jì)算且繪制當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，電機(jī)的機(jī)械特性曲線。并比較特性曲線的變化特點(diǎn)，有何結(jié)論？ 3 改變電源頻率，計(jì)算且繪制當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，電機(jī)的機(jī)械特性曲線。并比較特性曲線的變化特點(diǎn)，有何結(jié)論？ 4 改變轉(zhuǎn)子電阻，計(jì)算且繪制當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，電機(jī)的機(jī)械特性曲線。并比較特性曲線的變化特點(diǎn)，有何結(jié)論？ 5 改變定子電阻，計(jì)算且繪制當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，電機(jī)的機(jī)械特性曲線。并比較特性曲線的變化特點(diǎn)，有何結(jié)論？ 6 改變定子電抗，計(jì)算且繪制當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，電機(jī)的機(jī)械特性曲線。并比較特性曲線的變化特點(diǎn)，有何結(jié)論？ 7 改變轉(zhuǎn)子電抗，計(jì)算且繪制當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，電機(jī)的機(jī)械特性曲線。并比較特性曲線的變化特點(diǎn)，有何結(jié)論？ 8 對(duì)影響三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性曲線的變化因素及其曲線的變化特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)。談?wù)劚敬窝芯啃杂?xùn)練的收獲。 四、訓(xùn)練載體題目要求 要求學(xué)生參考課本第五章 “Induction Machine”之中三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性公式及其曲線的形狀等，通過 MATLAB編程計(jì)算，繪制出電機(jī)參數(shù)改變時(shí)，電機(jī)的具體機(jī)械特性曲線，理解和掌握影響電機(jī)機(jī)械特性曲線變化的因素。通過本次訓(xùn)練，能夠讓學(xué)生對(duì)三相感 應(yīng)電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性曲線的特點(diǎn)加深理解，加深對(duì)電機(jī)后續(xù)內(nèi)容的理解和掌握。 五、 MATLAB仿真數(shù)據(jù)及仿真結(jié)果截圖 （一） 繪制 如下參數(shù)的 三相四極異步電動(dòng)機(jī)各運(yùn)行特性： Pn=， U1n=380V， f1n=50Hz， Nn=1455r/min， R1=， X1=， R2’=，X2’ =， Xm=， Rm= ， T0=m （ Y接法） 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性 : （ N）與 P2的關(guān)系 : （ 1） MATLAB文本： clc clear symsU1nNphPolesNnR1R2pX10X20pRmXm0X1X2pT0... Ns0Z1Z2ZmImTem1iI1I2cudE1I2sn。 U1n=380/sqrt(3)。 Nph=3。Poles=4。Fe0=50。 Nn=1455。 R1=。R2p=。X10=。 X20p=。Rm=。Xm0=。 Ns0=120*Fe0/Poles。 Z1=R1+j*X10。 Zm=Rm+j*Xm0。 Z2=R2p+j*X20p。 c=1+X10/Xm0。 Im=U1n/
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