电力拖动课程设计汇本

1、中北大学课程设计说明书学生： 海椿 学 号： 0905054236学院：信息与通信工程学院专业：自动化题目交流电动机工作特性仿真转速特性指导教师：王建萍职称:工程师2011 年 12 月31 日中北大学课程设计任务书11/12学年第 1 学期学院：专业：学生姓名：信息与通信工程学院自动化海椿 学号：0905054236课程设计题目：交流电动机工作特性仿真分析转速特性起迄日期：12月31日 01月06日课程设计地点：校指导教师：王建萍系 主 任：王忠庆下达任务书日期：2011年12月31日课程设计任务书1. 设计目的：/* VI!«91! B W HI! « TH * W V

2、E * VI! VS BT !H ve n W !H W n W !W HI! VK W * R in W * VVn-e > * VV掌握交流电动机的工作特性，对其中的转速特性进展详细说明，并用MATLAB进展转速特性的仿真，并得出仿真结论。2. 设计容和要求包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等： 厶 wa 亠 “ 亠u 亠亠 a 亠.亠h 亠亠>a 亠.亠 w 亠 a a亠 a 亠.亠u亠 n 亠 w 4 w 亠亠 w 4 w 亠 »亠 w “4 u亠 h a亠 h 亠.4 w 亠 n a亠 w 4 “ q1. 对所学交流电动机的知识进展复习，重点掌握交流电动机的

3、工作特性中的转速特性。2. 学习MATLAB语言，运行M文件的格式进展转速特性的仿真。3得出仿真的结果。3. 设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书（论文）、图纸、实物样品等：1. 查阅资历料，掌握原理。2. 说明原理，编写程序进展仿真，得出结果。3. 撰写课程设计说明书。4 .主要参考文献：1 耀霞电机学与电力拖动技术.：国防工业，2009.2 王中鲜.MATLAB建模与仿真应用.：机械工业，2010.3 晓晟.MATLAB电机仿真精华50例.：电子工业，2007.5. 设计成果形式及要求：课程设计说明书1份 设计原理分析1份 仿真结果1份.6. 工作方案及进度：2011年12月3

4、1日 2012年01月02日收集整理资料，学习MATLAB确定方案2012年01月03日 2012年01月05日设计并完成设计说明书.2012年01月06日辩论系主任审查意见：签字：年月日一、原理阐述感应电动机是一类重要的交流电机。它在正常电动运行时主要是通过定子对 转子之间的电磁感应，使转子获得进展正常运行所需的电流和转矩。众所周知， 交流电的一个重要指标是交流电的频率， 一般来讲，感应电动机的转速与供应它 进展工作的交流电的频率不保持同步的关系。因此，从这个意义上讲，交流感应电动机又常常被称作异步电动机。三相异步电机是重要的异步电动机。三相定子绕组通过三相交流电产生旋转 磁场，转子导体切割

5、磁力线产生感应电动势与感应电流， 进而产生电磁转矩使转 子旋转。三相感应电动机在空载运行时，转子的转速接近于电机同步转速 n。随着 负载的增大，必须输出较大的转矩以维持电机的稳定运行， 这样，就会使转子转 速度略有降低。经试验测试和分析后，可以得出输出功率创的增大与转子的转速 n的降低近似为线性关系I 三相感应电动机的旋转磁场的旋转速度（又称同步转速）n为：I x "minf三相交流电的频率；P三相电动机的定子极对数。磁场转速n和转子速度n之差与n的比值称为转差率S:三I异步电动机启动时n=0, s=1； n=n时，s=0;额定工况下一般s=1.56%转子角速度？为：电动机转矩回为：

6、H转子端电磁功率 为:转子端电磁功率与输出功率之间的关系为:所以输出功率二为:由以上式子可以得输出功率 上与转速n的关系I H 。选定参数为额定电压 5=380V,定子连接，定子电阻R1=1.375Q，漏抗X1=2.43Q,转子电阻R2=1.047Q，漏抗X2=4.4Q，设额定负载时，有转差率 s=0.02 & 计算得额定转速上_=1458r/min;输出功率上=10027W程序%输入电机参数%极对数为2 %交流电频率 %定子端电阻 %定子漏抗 %转子电阻 %转子漏抗%励磁漏抗邑与勺的关系:clearW=220*sqrt(3);Nphase=3;P=2;fN=50;R1=1.375;X

7、1=2.43;R2=1.047;X2=4.4;Xm=8.34;omegas=2*pi*fN; n1=60*fN/P;% 计算电机同步速度for N=1:10000%转差率计算s=N/10000;T=(Nphase*P*UM2*R2s)/(omegas*(R1+R2sF2+(X1+X2)A2);液矩计算n=(1-s)* n1; Pm=(T*2*pi* n)/ 60;P2=(1-s)*Pm; plot(P2, n) hold on end%转速计算%转子端功率计算%输出功率计算%绘图title('交流电机转速特性') xlabel('P2W) ylabel('n r

8、/min')三、仿真结果仿真所得图:与的关系图IX和的关系：将冋与的关系程序中plot(P2, n)% 绘图hold onend title('交流电机转速特性') xlabel('P2W) ylabel('n r/min') 改成 plot(T, n)% 绘图hold onend title('交流电机转速特性') xlabel('T/N.m') ylabel('n r/min')与的关系图勺和日关系 将冋与的关系程序中plot(P2, n)hold onendtitle('交流电机转速特

9、性') xlabel('P2W) ylabel('n r/min') 改成plot(T,P2)hold onendtitle('交流电机转速特性') xlabel('T/N.m') ylabel('P2W)%绘图%绘图所得仿真图：P2和T的关系图2 1 8 6 4 2 0I 机O.OO.Is分析：1. 由3与丄的关系图可知，当转速n为1458r/min时，输出功率丄为10020W,这与计算值10027W很接近，证明所得特性图是正确的。*2. 由 与 的关系图可知，n从1500r/min降低到1337/min区间中，输出功

10、率P2近似线性增大，这与课本结论“输出功率P2的增大与转子转速n的降低近 似呈线性关系相符合。3. n从1337r/min降低到0区间中，从n和T关系途中可知，转矩T从166.1N.m 降低到0,从P2和T的关系图中可知，此时输出功率 P2从最大值降低到0，这 与n与P2的关系图中P递减相符合。四、所遇问题及解决方案1刚拿到课程设计题目时，打算用 SIMULINK连图做仿真，连好图后发现仿 真中没有输出功率这一结果，遂决定用 M文件做程序仿真。2.编写程序时不能确定转速特性是转速和哪个变量之间的关系，联想到直流电机的转速特性是转速和转矩的关系，套用过来便得到转速n和转矩T的关系图， 后来发现课

11、本上转速特性是转速与输出功率的关系， 将n和T的关系程序改动便 得到n和P2的关系，n和P2的关系图验证了“输出功率 P2的增大与转子转速 n的降低近似呈线性关系，但图中递减局部是书中没有提到的，于是建立了转 矩T和输出功率P2之间的关系，从转矩T和输出功率P2关系图解释了 n和P2 关系图中递减局部。五、实验心得本次电拖课程设计我的研究对象交流电动机工作特性仿真分析一一转速特性，对此我结合课本知识与网上搜索的资料，对其原理及实现做出了深刻的研究和分 析。我平时没有在学习仿真软件方面下功夫，只是在实验时才偶尔使用一两次， 导致实验开场时不知如何使用软件，通过问同学和上网查资料才知道如何使用 MATLAB研究我们的课程设计。在网上搜索资料时，查出的信息往往不是自己最想要的， 所以如何在复杂浩 瀚的网上资料中找到对自己有用的信息是一