MATLAB在电机教学中的应用(2)

I— I Rc *X ( c+ j Xm) ( 2 s+ f * *j m/ R */R/ j X2+ R *j m/ Rc j m); * c *X (+ *X ) I b— I *Rc j m/ R * *X ( c+ j m) ( 2 *X/ R/( 2一 S )+ j X2+ Rc*j *Xm/ Rc+ ( j *Xm ); )k— C S a s a ge I ); O ( b ( n l ( ) )

为 0 6 转子回路阻抗 (次取值 )R ) 0 0 . 0Q;依 ( 为 .5Q,. 0Q,. 0Q,. 0Q,. 0Q,. 0Q;差 0 2 0 5 10 1 5 3 0转率 ()为一1 S≤ 2 s≤。 MAT AB源程序如下：￣ L

E f in y一 0 5*( b (f 2*RZ s— fi e c c . a s I)/a s I ) 2*R2 ( b (b/ 2一 S )*( ) 1一 S/ )( b ( *I a sU *k ) );

U一 3 O 8; f e一 5; 0P一 4; Np h一 3;

%输入电压电源频率磁极数%定子相数

fr t( n p i f’ k一 g, ) n\’kfr t( f c n y一%g pi f’nE f i c n ie%%’,Efiin y* 1 o f ec c o )

编写完毕后将其保存在 MAT AB的默认文 L件夹中。算本例中电动机的功率因数和效率时，计 只需在主命令窗口中输入：s i ( 2, 0, 1 5, . 3 2, ., ., O, p m 2 0 5 4, 2 0 0 5, . 2 7 1 2 66 4) 1

R 1: 0 0; .

8X1: 0 5; . 0 X2: 0 6; . 0 X一 1 . 0 m 60;

定子线圈阻抗定子漏感抗转子漏感抗%励磁感抗

S一~1: . 0 2 0 0 3:; Ns: 1 0 e p 2 *f/;N— Ns 1一 s; *( )

%转差率取值范围%同步速度转子速度

则程序立即会给出计算结果：k一 0 80 4 . 22Efiinc一 6 .3 4 fc e y 2 81

o g s= 4* i f/;同步角频率 me a p * e pR2 1 ( )一 0 0; ( )一 0 2; ( ) 0 5; . 5 R2 2 . 0 R2 3一 . 0

显然，计算程序 s i m对于同类型的参数此 pm.

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1 O 1

电力系统及其自动化学报

2 0年 4月 06

R2( 4)= 1 o R2( . o; 5)一 1 5 R2( . 0; 6)一 3. o; o

的环境。

转子回路阻抗 (依次取值 ) frn: 1: o 6 n取从 1至 6的整数值Z— R1+ j *X1+ j *Xm *( *X2+ R2 n) j ( . / )/ j Xm+ X2 s . ( *( )+ R2 n . s; ( )/ ) I— U. z:/ I一 I 2 .*j *Xm. ( ( )// R2 n . s+ j Xm+ *(X2) ); T一 ( Nph*a s( 2) b 1 . 2 .*R2( . n)

2 3仿真 .

在使用 MATL AB附带的 s l k仿真软件 i i mu n对电机的稳态、瞬态运行过程进行模拟仿真方面， 国内已有相关书籍和论文 (如文献[~ 81予以例 6 - ) 介绍。到目前为止，但这样的仿真分析仅应用于部

分类型电机 (感应电机和同步电机等 )在整个电如，机学的知识结构体系中的普遍应用仍有不足。以现一

台他励直流电动机的启动运行为例，简要地介绍

/ ) o g s s/ me a;i一一 1 p o (,,k’ fn lt N T’ )h d on ol

smuik及其中的 smp w rytms电力系统模 i l n i o es se (

块库 )的仿真应用。 图 2显示了使用 s o ry tms中的电机 i wes se mp

e s i n一一 2 pl t N,, b’ l ef o( T’ ) e s i n一一 3 pl t N,,e’ l ef o( T’ ) e s i一一 4 p

l t N,,g’ l efn o( T’ ) e s i n一一 5 pl t N,,m’ l ef o( T’ ) e s l t(,,r ) l e p o N T’’grd on i ed n ed n

模块和自建的电源模块、动器模块、量模块等启测建立的他励直流电动机仿真模型。电动机模块的主

要参数设定为：磁线圈阻抗 ( f为 2 0n;励尺) 4电枢阻抗 ( 为 0 6Q;磁线圈电感 ( f为 1 O电 R ) .励 L ) 2 H;枢和励磁线圈互感 ( )为 1 8 H;厶 .电枢电感 ( )厶为 0 0 2H; . 1负载转矩 (1为 3 从测量模块 7) ON m。的输出端得到的速度、电磁转矩、电枢电流和励磁

电流可以从两个示波器模块中观测。电源模块输出电压为 3 0V,括 3个交流电压源和 6只二极管 4包组成的全波整流桥，也设置了示波器以观测运行时各相的电流、电压。三相电源和整流器启动器

x a e (n r n f )) lb l’/ mi一1’ya e (T/ ’ lb l’ N m )lg n’ e e d(R2— 0. 5 n’’ 0 ,R2= . 0 n’’==0 2 ,R2—0 5 n’’ 2— 1 O ’’ 2— 1 5 n’’ 2— .0,R . O n,R .O,R 3 O ) . O n’

Th e— ha e o r e n r c i i r r e p s s u c a d e tfe St re a tr

图 1感应电机转矩一速度曲线 Fi g.1 To qu— p e c r e fal i uc i em ot r r e s e d u v s o l nd tv o

绘制出的转矩一速度曲线如图 1示。以看所可出， MATL AB程序在曲线绘制方面的主要优点在于：以简洁的步骤将抽象的理论公式转化为直观能形象的图形。多数情况下，大操作者只需对参数赋

值并给出相应的函数表达式，以控制语句协助便加可完成任务；用性强，电机学的整个知识结构适在

测量模块M e sr a u em e t n

励磁电流和电枢电流I n a fa d l

图 2他励直流电动机仿真框图 Fi 2 Si ul i l c i gr m f t g. m aton b o k d a a o he s pa a

e y e ie e r t l— xct d DC o or m t

体系内已知参数关系式并且需要绘制特性曲线的地方都可以应用。

可见， MAT AB在此方面的应用将会和参数 L计算一样，为学习和研究创新思维的实践提供良好

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第 1 8卷第 2期断路器lBr akcr e l

田

浩： qI B在电机教学中的应用 MA、 A

R l

IO le tl ncx【 pa l

{ nj”

董下级fs/

图 3阻抗启动器部分电路框图 Fi 3 Pa t b o k a a o h e i t nc g. r l c di gr m f t e r s s a e s a t r c r ui t r e ic t

图 6启动器未接入时的电枢电流曲线( O~ 2S )Fi g.6 Ar a ur ur e u v he m t e c r nt c r e of t

m o orw iho h t r e (~ 2 S) t t utt e s a t r 0

阻抗启动器共分五级，一级电路的框图在第图 3中示出。当仿真运行到某一断路器的导通时刻时，断路器将短路相应电阻 .而达到使启动器总从阻抗减小的效果。动器的各级电阻阻值：一启 R3 O Q, .O 尺，一 2 OO Q, . R: 1 5 Q, .3 尺一 0. 0 Q, 9

R一 0 5相应的断路器导通时刻为： . 5Q。 t= 5 0 . 7 S, t 2: 9 0 S, . t 3= 1 . t 2 0 S, 4= l 0 S, 5一 l .0 s … 0 5. t…Ⅲ% 。如fs,

仿真过程依照启动器是否接人电路分为两步。 两次仿真过程中的速度、矩和电枢电流曲线均加转以记录。里仅给出仿真过程中观测到的电枢电流这和转速曲线 ( 4至图 7。对比中可以明显地看图 )在到启动器接人电枢回路后对于电动机启动状况的影响，机运转达到稳态的时间延长，过电枢的电通最大电流显著减小。

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