基于matlab的異步電動(dòng)機(jī)仿真技術(shù)文件(完整版)
【正文】 中,在線(xiàn)性電感的條件下,磁場(chǎng)的儲(chǔ)能和磁共能為而電磁轉(zhuǎn)矩等于機(jī)械角位移變化時(shí)磁共能的變化率 (電流約束為常值),且機(jī)械角位移 qm = q / np ,于是整理上式可得又由于則轉(zhuǎn)矩方程的三相坐標(biāo)系形式（28）應(yīng)該指出,上述公式是在線(xiàn)性磁路?磁動(dòng)勢(shì)在空間按正弦分布的假定條件下得出來(lái)的,但對(duì)定?轉(zhuǎn)子電流對(duì)時(shí)間的波形未作任何假定,式中的i 都是瞬時(shí)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(jī)調(diào)速系統(tǒng)? 電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程 在一般情況下,電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式是 （29）TL —— 負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩。, , , , , —定子和轉(zhuǎn)子相電流的瞬時(shí)值。, , , , ,—各相繞組的全磁鏈。J—— 機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。K —— 扭轉(zhuǎn)彈性轉(zhuǎn)矩系數(shù)? 對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,D = 0 ,K = 0 ,則 三相異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型以上各式便構(gòu)成在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載下三相異步電機(jī)的多變量非線(xiàn)性數(shù)學(xué)模型,用結(jié)構(gòu)圖表示出來(lái)如下圖所示?圖1 異步電動(dòng)機(jī)的多變量非線(xiàn)性動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖由圖可知異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型的下列具體性質(zhì):(1)異步電機(jī)可以看作一個(gè)雙輸入雙輸出的系統(tǒng),輸入量是電壓向量和定子輸入角頻率,輸出量是磁鏈向量[5]和轉(zhuǎn)子角速度?(2)非線(xiàn)性因素存在于Φ1(?)和Φ2(?)中,即存在于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)電動(dòng)勢(shì) er 和電磁轉(zhuǎn)矩 Te 兩個(gè)環(huán)節(jié)上,還包含在電感矩陣L中,旋轉(zhuǎn)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩的非線(xiàn)性關(guān)系和直流電機(jī)弱磁控制的情況相似,只是關(guān)系更復(fù)雜一些? (3)多變量之間的耦合關(guān)系主要也體現(xiàn)在 Φ1(?)和Φ2(?)兩個(gè)環(huán)節(jié)上,特別是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)電動(dòng)勢(shì)的Φ1對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的影響最大?3 坐標(biāo)變化和變換矩陣異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型之所以復(fù)雜,關(guān)鍵是因?yàn)橛幸粋€(gè)復(fù)雜的 6180。轉(zhuǎn)子漏感——轉(zhuǎn)子各相漏磁通所對(duì)應(yīng)的電感。而仿真則可以對(duì)照比較各種控制策略和方案,優(yōu)化并確定系統(tǒng)參數(shù)?長(zhǎng)期以來(lái),仿真領(lǐng)域的研究重點(diǎn)是放在仿真模型建立這一環(huán)節(jié)上,即在系統(tǒng)模型建立以后,設(shè)計(jì)一種算法,以使系統(tǒng)模型為計(jì)算機(jī)所接受,然后再將其編制成計(jì)算機(jī)程序,并在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行?顯然,為達(dá)到理想的目的,在這一過(guò)程中編制與修改仿真程序十分耗費(fèi)時(shí)間和精力,這也大大阻礙了仿真技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用?近年來(lái)逐漸被大家認(rèn)識(shí)的Matlab語(yǔ)言則很好的解決了這個(gè)問(wèn)題? 2 異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型直流電動(dòng)機(jī)的磁通由勵(lì)磁繞組產(chǎn)生,可以在電樞合上電源以前建立起來(lái)而不參與系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)?過(guò)程(弱磁調(diào)速時(shí)除外)?因此,它的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型只有一個(gè)輸入變量——電樞電壓和一個(gè)輸入變量——轉(zhuǎn)速,在控制對(duì)象中含有機(jī)電時(shí)間常數(shù)和電樞回路電磁時(shí)間常數(shù),如果電力電子變換裝置也計(jì)入控制對(duì)象,則還有滯后的時(shí)間常數(shù)?在工程上能夠允許的一些假定條件下,可以描述成單變量(單輸入單輸出)的三階線(xiàn)性系統(tǒng)[2],完全可以應(yīng)用經(jīng)典的線(xiàn)性控制理論和由它發(fā)展出來(lái)的工程設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)?但是,同樣的理論和方法用來(lái)分析與設(shè)計(jì)交流調(diào)速系統(tǒng)時(shí),就不那么方便了,因?yàn)榻涣麟姍C(jī)的數(shù)學(xué)模型和直流電機(jī)模型相比有著本質(zhì)上的區(qū)別?1)異步電機(jī)變壓變頻調(diào)速時(shí)需要進(jìn)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(dú)立的輸入變量?在輸出變量中,除轉(zhuǎn)速外,磁通也得算一個(gè)獨(dú)立的輸出變量?因?yàn)殡姍C(jī)只有一個(gè)三相輸入電源,磁通的建立和轉(zhuǎn)速的變化是同時(shí)進(jìn)行的,為了獲得良好的動(dòng)
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