中北大学-电机课程设计.doc

中北大学综 合 实 验 说 明 书学生姓名： XXXX 学 号： XXXXXxXX 学 院： 信息与通信工程学院 专 业： 自动化专业 题 目： 交流电动机磁场特性仿真实验 王忠庆指导教师： 职称: 副教授 2008年 12 月 29 日 中北大学综合实验任务书2008/2009 学年第 一 学期学 院： 信息与通信工程学院 专 业： 自动化专业 学 生 姓 名： XXX 学 号： XXX 综合实验题目： 交流电动机磁场特性仿真实验 起 迄 日 期： 2008年12月29日2009年1月4日 课程设计地点： 中北大学 指 导 教 师： 王忠庆 系 主 任： 王忠庆 下达任务书日期: 2008 年 12 月 29 日综 合 实 验 任 务 书1实验目的：1）加深电机及电力拖动课程内容的理解。2）锻炼学生的分析问题，解决问题，以及综合应用知识的能力。2实验内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、实验要求等）：要求： a.学习MATLAB软件相关内容；b.自主选择交流电动机参数；c.写出交流电动机磁场特性的分析计算过程（包括单相磁动势基波分量分析，三相磁动势基波、高次谐波分量分析）；d.给出交流电动机的磁场特性曲线（计算机作图，推荐使用MATLAB软件）；单相磁动势基波分量分析相关知识：单相绕组基波磁动势的幅值： 相电流为I、每相串联匝数N、绕组并联支路数a、则 单相磁动势为： 单相脉动磁动势的分解 结论：两个磁动势的性质：圆形旋转磁动势； 幅值为单相磁动势幅值的一半； 转速： 即：一个脉动磁势可以分解为两个大小相等、转速相同、转向相反的圆形旋转磁动势。 源程序p=4;N1=30;Kw1=0.866;I1fai=130;%极对数，单相绕组每条支路的匝数，绕组系数，单相绕组的电流有效值。p=4;N1=30;Kw1=0.866;I1fai=130; %电机参数a=0:0.01:10; %a为电角度F1=0.9*N1*Kw1*I1fai*cos(a)*cos(0*50)/p;F2=0.9*N1*Kw1*I1fai*cos(a)*cos(1*50)/p;F3=0.9*N1*Kw1*I1fai*cos(a)*cos(2*50)/p;hold onplot(a,F1);plot(a,F2);plot(a,F3);title(单相磁动势)grid on单相磁动势基波分量分析图三相磁动势基波分量分析相关知识：当对称的三相绕组通过对称的三相交流电流时，由于三相电流在时间上互差120，在空间上也互差120电角度，若把空间坐标的原点取在A相绕组的轴线上，并把A相绕组电流为零的时刻作为时间的起点，则三相电流产生的脉振磁动势基波的表达式分别为：将上面三个式子相加，并利用三角函数中的积化和差公式，可以得到三相绕组合成磁动势基波为： *结论：三相对称绕组流过三相对称电流产生的合成基波磁动势为圆形旋转磁动势； 性质：幅值： ； 转速： ； 转向：从载有超前电流相转到载有滞后电流相； 某相电流达最大值时，合成磁动势的幅值恰好在该相绕组的轴线上 。源程序p=4;N1=30;Kw1=0.866;I1fai=130;%极对数，每相绕组每条支路的匝数，绕组系数，每相绕组的电流有效值。F1=0.9*N1*Kw1*I1fai/p;% 每相绕组所产生的基波磁势幅值。a=0:10;%a为电角度。f 1=1.5*F1*cos(a-0);%在时刻t=0时三相绕组的基波合成磁势。f2=1.5*F1*cos(a-1); %在时刻t=1时三相绕组的基波合成磁势。f3=1.5*F1*cos(a-2); %在时刻t=2时三相绕组的基波合成磁势。hold onplot(a,f1);plot(a,f2);plot(a,f3);grid on三相磁动势高次谐波分量分析 次谐波磁势的幅值：谐波电动势谐波磁场的极对数：p =p p基波磁场的极对数谐波磁场的极距： =/ 基波磁场的极距谐波磁场的槽距角：d =d 基波磁场的槽距角谐波磁场的转速：nr = ns主磁极的转速（同步转速）谐波感应电动势的频率：fv= pv* nv/60 = vp ns/60=vf1谐波感应电动势的节距因数kpv 谐波感应电动势的分布因数kdv谐波感应电动势的绕组因数kwv= kpv kdv谐波电动势（相值）Ev = 4.44 fNRwrr源程序p=4;N1=30;Kw1=0.866;I1fai=130;%极对数，每相绕组每条支路的匝数，绕组系数，每相绕组的电流有效值。F3=0;% 每相绕组所产生的三次谐波磁势幅值。F5=0.9*N1*Kw1*I1fai/p/5;% 每相绕组所产生的五次谐波磁势幅值。F7=0.9*N1*Kw1*I1fai/p/7;% 每相绕组所产生的七次谐波磁势幅值。a=0:0.01:5;%a为电角度。f3=0;%在t=0时刻三相绕组的三次谐波合成磁势。f5=1.5*F5*cos(5*a+0);%在t=0时刻三相绕组的五次谐波合成磁势。f7=1.5*F7*cos(7*a-0);%在t=0时刻三相绕组的七次谐波合成磁势。hold onplot(a,f3);plot(a,f5);plot(a,f7);grid on三相磁动势高次谐波分量图3实验工作任务及工作量的要求包括综合说明书(论文)、图纸、实物样品等：根据选定的电机参数，使用MATLAB软件，完成交流电动机的磁场特性的仿真试验（包括单相磁动势基波分量分析，三相磁动势基波、高次谐波分量分析）。提交综合实验报告书，仿真实验曲线。 综 合 实 验 任 务 书4主要参考文献：1刘锦波，张承惠，电机与拖动。北京，清华大学出版社，20062杨天明，陈杰等，电机与拖动。 北京：北京大学出版社