三相绕线式异步电动机转子串电阻起动的MATLAB仿真
三相绕线异步电机转子串电阻启动 MATLAB 仿真 一、实验目的：设计三相绕线异步电机转子串电阻启动 MATLAB 模拟模型，通过模拟 观察三相绕线异步电机转子串电阻启动时电机相关参数的变化，进一步了解三相绕线异步电机 绕线异步电机转子启动过程。 二、仿真模型： 创建三相绕线异步电机转子串电阻启动的模拟模型如图所示。模块主要用于模拟模型(MATLAB7.10 版本)： AC Voltage Source：理想的交流电压源模块； Breaker：断路器模块； Asynchronous Machine:异步电机模块； Machine Measurement Demux:电机测量信号分解模块； Selector：选择路器模块； Gain：增益模块； Constant：负载常数模块； Series RLC Branch：单相串联 RLC 支路元件 Scope：示波器模块 Powergui:电力系统分析工具箱 模型描述：电路连接结构如图所示 L1、L2、L3 连接三相交流电源； QF 为断路器； M 三相绕线异步电机； R 电机启动时串联的电阻。四、模块参数模块参数： Ua、Ub、Uc 交流电压源参数：Peak amplitude”置为 380， “Phase初相角分别放置 为 0、-120、120， “Frequency”频率置为 60Hz。断路器 Breaker A、B、C 断路器设置参数 Breaker a、b、c 设置异步电机测试信号分配器参数设置 RLC 设置鼠笼式异步电机参数设置支路元件参数设置增益模块参数设置 其他参数为默认值。 五、模拟参数的选择和设置： 对于所建模型，首先在主菜单上【Simulation】下【Configuration Parameters】在模型参数中设置算法 Oder45设置模拟的开始时间是 0，停止时间为 0.5s 其它设置取默认值。程序调试过程中遇到的问题及解决方案： (1) 模拟模型不能正确运行， 解决方案：添加 powergui 模块模拟可以运行； (2) 仿真时间过长，仿真不能完全运行； 解决方案：修改仿真时间，使仿真合理运行；(3) 模拟波形不正确 解决方案：修改模拟参数，获得正确的模拟波形。 六、模拟结果：转子电流 ir 定子电流 is转速 n 电磁转矩 Te 七、模拟结果分析： 从图可见，经 0.1s 短接电阻后，电机的转子电流 ir 与定子电流 is 波动较大， 电机在波动电磁转矩 Te 转速在作用下 n 逐渐加速到额定速度。使用其他电力系统分析工具分析模拟结果 (1) Powergui 中 Load Flow and Machine Initialization 三相电机初始化:(2) Powergui 中 Generate Report 生成报表 SimPowerSystems Report.generated by powergui,05-May-2015 07:34:37Model : C:UsersAdministratorDesktopuntitled4.mdl.1 Steady-State voltages and currents:States at 60 Hz :Measurements at 60 Hz :Sources at 60 Hz :3.8000e 002 V -120.00 - U_Ub 3.8000e 002 V 0.00 - U_Ua 3.8000e 002 V 120.00 - U_ UcNonlinear elements at 60 Hz :0.0000e 000 V 0.00 - U_Breaker c 0.0000e 000 V 0.00 - U_Breaker b 0.0000e 000 V 0.00 - U_Breaker a 0.0000e 000 V 0.00 - U_Breaker C 0.0000e 000 V 0.00 - U_Breaker B 0.0000e 000 V 0.00 - U_Breaker A 0.0000e 000 V 0.00 - U_AB_rotor: Asynchronous Machine SI Units 0.0000e 000 V 0.00 - U_BC_rotor: Asynchronous Machine SI Units 6.5818e 002 V 30.00 - U_AB_stator: Asynchronous Machine SI Units6.5818e 002 V -90.00 - U_BC_stator: Asynchronous Machine SI UnitsNONLINEAR ELEMENTS (system inputs): 0.0000e 000 A 0.00 - I_Breaker c 0.0000e 000 A 0.00 - I_Breaker b 0.0000e 000 A 0.00 - I_Breaker a 0.0000e 000 A 0.00 - I_Breaker C 0.0000e 000 A 0.00 - I_Breaker B 0.0000e 000 A 0.00 - I_Breaker A 0.0000e 000 A 0.00 - I_A_rotor: Asynchronous Machine SI Units 0.0000e 000 A 0.00 - I_B_rotor: Asynchronous Machine SI Units 0.0000e 000 A 0.00 - I_A_stator: Asynchronous Machine SI Units 0.0000e 000 A 0.00 - I_B_stator: Asynchronous Machine SI Units 3 Machine Load Flow solution:Machine: Asynchronous Machine SI Units Nominal: 2.238 kVA 380 V rms Bus Type: Asynchronous Machine Uan phase: 0.00 Uab: 465.4 Vrms 1.225 pu 30.00 Ubc: 465.4 Vrms 1.225 pu -90.00 Uca: 465.4 Vrms 1.225 pu 150.00 Ia: 0 Arms 0 pu 0.00 Ib: 0 Arms 0 pu 0.00 Ic: 0 Arms 0 pu 0.00 P: 0 W 0 pu Q: 0 Vars 0 pu Pmec: 1.492e 006 W 666.7 pu Torque: 7.9153e 006 N.m 6.667e 005 puslip: 1 八、结论：三相绕线异步电机转子串电阻启动是硬起动的一种，电机 启动时，电机串联电阻R连接到电源，启动电路为纯电阻电路， 由于R上有电压降，电机上的电压减去R上的压降，电机启动 电流也减少了。正常运行后，切除串联电阻，改善机械特性，改善 启动转矩，提高用电效率。 九、参考文献： 1 异步电机原理：机电专业.1978年上海机械学院出版社.9 2 段慧达，王忠礼.MATLAB电气工程和自动化专业应用技术. 华大 学出版社,2007.1 3 洪乃刚.电力电子和电力拖动控制系统MATLAB仿真.2006年机械工业出版社 年