【正文】 當(dāng)?shù)倪B接在一起，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終就會(huì)得到設(shè)計(jì)質(zhì)量很高的解決方案。具體的操作步驟如下：⒈啟動(dòng)SIMULINK窗口和模塊庫(kù)。⒉建立系統(tǒng)框圖模型。其次，選取所需的模塊和模塊組，并將個(gè)模塊的參數(shù)設(shè)定為合適的值。之后，將個(gè)模塊按正確的方式連接起來(lái)，仿真模型就基本建立起來(lái)了。系統(tǒng)的仿真運(yùn)行有兩種方法：一種是在MATLAB的COMMAND窗口下輸入相關(guān)命令，也可以直接利用SIMULINK菜單命令。它的具體操作是：首先，打開系統(tǒng)模型窗口。最后，運(yùn)行仿真模型。主要是利用SCOPE模塊、變量返回值或TOWORKSPACE模塊。第三章 異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型 這一章，我們要討論的是異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型的建立過(guò)程。事實(shí)上，我們是根據(jù)理想化電機(jī)的概念，推導(dǎo)出描述異步電機(jī)的行為特性的狀態(tài)變量方程式，其實(shí)它們是一組一階微分方程。實(shí)際的異步電機(jī)動(dòng)態(tài)運(yùn)行特性是非常復(fù)雜的，用來(lái)描述它運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)學(xué)模型往往是一個(gè)高階非線性復(fù)雜耦合的多變量系統(tǒng)。這樣，即使忽略磁飽和因素的影響，數(shù)學(xué)模型也將是非線性的。而且，每個(gè)繞組產(chǎn)生磁通時(shí)都有自己的電磁慣性，再加之轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)角的積分關(guān)系、電機(jī)本身的機(jī)電慣性等因素，異步電機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型將是一個(gè)八階系統(tǒng)。具體的做法是：⒈忽略磁路飽和、鐵心損耗及溫度變化對(duì)繞組電阻的影響。⒊忽略空間諧波影響，假定三相繞組對(duì)稱，空間互差120176。下圖（）為三相異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型本論文的研究對(duì)象是繞線型異步電機(jī)，將它的三相繞線轉(zhuǎn)子折算到定子側(cè)，折算后的定、轉(zhuǎn)子繞組匝數(shù)相等。轉(zhuǎn)子軸線a、b、c位置隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型可由磁鏈方程、電壓方程、轉(zhuǎn)矩方程和狀態(tài)方程構(gòu)成，并規(guī)定各繞組的電壓、電流、磁鏈的正方向符合右手螺旋定則。因此，各繞組磁鏈的矩陣方程可表達(dá)如下： （31）寫成相量形式為： （32）其中，是一個(gè)階矩陣，稱為電感矩陣。根據(jù)電機(jī)學(xué)的知識(shí)，與電機(jī)繞組交鏈的磁通有兩類：一類是穿過(guò)氣隙的相間互感磁通，另一類是只與一相繞組交鏈而不穿過(guò)氣隙的漏磁通，前者占了絕大部分。定子一相繞組交鏈的最大互感磁通對(duì)應(yīng)于定子互感 ；與轉(zhuǎn)子一相繞組交鏈的最大互感磁通對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子互感。另外，對(duì)于每相繞組來(lái)說(shuō)，它所交鏈的磁通互感磁通和漏感磁通之和。對(duì)于第一類互感，三相繞組的軸線在空間彼此相差120176。由上可得磁鏈方程的矩陣形式： （310）其中 （311） （312） （313） （314） （315） （316） （317）應(yīng)該注意到， 和 是與轉(zhuǎn)子位置有關(guān)的兩個(gè)互為轉(zhuǎn)置的分塊矩陣，而且它們的元素都是變參數(shù)，這也是導(dǎo)致系統(tǒng)非線性的原因。第二節(jié) 電壓方程依據(jù)電磁感應(yīng)原理，異步電機(jī)中每相繞組的感生電動(dòng)勢(shì)應(yīng)該是流過(guò)其繞組中的電流與穿過(guò)繞組變化的磁鏈分別產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)之和。據(jù)此，折算到定子側(cè)的三相轉(zhuǎn)子電壓平衡方程為： （321） （322） （323） 其中，為定子和轉(zhuǎn)子相電壓的瞬時(shí)值；，為定子和轉(zhuǎn)子相電流的瞬時(shí)值；，為各相繞組的全磁鏈；，分別為定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的電阻。又有： （329）特別地，上述公式是在假定磁路為線性，并且磁動(dòng)勢(shì)在空間按正弦規(guī)律分布的前提下得出來(lái)的，并未對(duì)定、轉(zhuǎn)子電流隨時(shí)間的波形變化作任何假定，式中的 i 都是瞬時(shí)值。由式（329），（330），得， （331）再由，可得三相異步電機(jī)的狀態(tài)方程： （332）其中，稱為狀態(tài)變量， （333）稱為輸入變量， （334）為系統(tǒng)矩陣， （335）為控制矩陣， （336）式（332）即為三相異步電機(jī)的狀態(tài)方程。至此，三相異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型基本建立，這也是下一章進(jìn)行仿真的數(shù)學(xué)依據(jù)。其次，介紹模塊參數(shù)的設(shè)置，相關(guān)仿真參數(shù)的設(shè)置等。第一節(jié) 仿真模型的建立在MATLAB下建立繞線型異步電機(jī)模型的步驟如下：㈠啟動(dòng)SIMULINK.打開MATLAB軟件，啟動(dòng)SIMULINK模塊庫(kù)，有三種方法：⒈在MATLAB命令窗口輸入命令“SIMULINK”之后，按回車。⒊利用Launch pad子窗口中的SIMULINK下的Labrary Brower命令打開。也可以在SIMULINK模塊庫(kù)瀏覽窗口的File菜單下依次選擇New、Model建立之。在SIMULINK下，模型保存在模型文件里，新建一個(gè)空白模型，相當(dāng)于新建了一個(gè)空白模型文件。即可啟動(dòng)library:powerlib模塊庫(kù)，在模塊庫(kù)瀏覽窗口中選擇所需模塊即可。⒉伏特表（Voltage Measurement）：在library:powerlib模塊庫(kù)的Measurements子庫(kù)中。⒋示波器（scope）:在Simulink庫(kù)的sinks子庫(kù)中。⒍繞線型異步電動(dòng)機(jī)（Asynchronous Machine pu Units）:在library:powerlib模塊庫(kù)中的machines子庫(kù)中。⒏選擇模塊(Selector)：在Simulink庫(kù)的Signal Routing子庫(kù)中。圖43 powerlib模塊庫(kù)㈣仿真模型的建立 ⒈分別將所需的模塊從模塊瀏覽窗口中選中，逐一拖到新建的空白模型窗口中。⒉將仿真所選擇的模塊恰當(dāng)排列好后需要把他們正確地連接起來(lái)。值得注意的是，一個(gè)模塊的輸入端只能和相應(yīng)模塊的輸出端連接。單擊模塊下方的模塊名，會(huì)在模塊名周圍出現(xiàn)一個(gè)方框，現(xiàn)在就可以對(duì)模塊重新命名了。以方便后期的波形分析。第二節(jié) 模塊的參數(shù)設(shè)置㈠交流電源（AC Voltage source）模塊的參數(shù)設(shè)置：雙擊該模塊，出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，在這里對(duì)該模塊的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。測(cè)量?jī)x器（measurements）設(shè)置為Voltage(電壓表)。它能夠測(cè)量的參數(shù)很多，這次仿真模型只需測(cè)量出定子電流，轉(zhuǎn)子電流，轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩就可以反映出電機(jī)的基本運(yùn)行狀態(tài)。具體參數(shù)設(shè)置如下圖：圖46 Asynchronous Machine pu Units模塊參數(shù)對(duì)話框其中，對(duì)于參考系（reference frame）的選擇應(yīng)根據(jù)不同的仿真情況分別確定，每個(gè)參考系的適用情況如下：⒈定子參考系（stationary）：適用于定子三相電壓不平衡、非連續(xù)，同時(shí)轉(zhuǎn)子三相電壓是平衡或?yàn)?時(shí)的情況。⒊同步（synchronous）和定子（stationary）參考系：適用于定子和轉(zhuǎn)子電壓都為連續(xù)、平衡時(shí)的情況。當(dāng)所測(cè)對(duì)象為定子電流或轉(zhuǎn)子電流時(shí)，通過(guò)對(duì)他參數(shù)的改變，可以選擇測(cè)量A、B、C相的電流，也可以同時(shí)測(cè)量其中任意兩相或三相的電流，方便比較不同相電流的各自特點(diǎn)。同理，同時(shí)測(cè)量三相的電流時(shí)，elements參數(shù)設(shè)置為[1 2 3]圖48 選擇模塊參數(shù)設(shè)置對(duì)話框㈥增益模塊（gain）的參數(shù)設(shè)置：本次仿真要將增益模塊的參數(shù)設(shè)置為30/pi,這樣就把轉(zhuǎn)速的單位由rad/s換算為r/min.圖49 增益模塊參數(shù)設(shè)置對(duì)話框?qū)τ陔妷罕恚╒oltage Measurement）模塊和示波器（scope）模塊的參數(shù)，均采用默認(rèn)值即可，這里不再贅述。設(shè)定的項(xiàng)目主要是仿真時(shí)間、仿真精度、仿真算法等。點(diǎn)擊仿真模型窗口中simulation菜單下的Parameters項(xiàng)，彈出仿真參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，共五頁(yè)。具體參數(shù)設(shè)置如下圖：㈠solver頁(yè)。對(duì)于定步長(zhǎng)算法，可在Fixed step size框中指定步長(zhǎng)，也可以選擇auto（自動(dòng)），對(duì)于離散系統(tǒng)一般選擇定步長(zhǎng)算法。本次仿真系統(tǒng)的精確度。