电机大作业MATLAB仿真电机特性曲线.docx
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电机大作业MATLAB仿真电机特性曲线
电机大作业
专业班级：
电气XXXX
姓名：
XXX
学号：
XXX
指导老师：
张威
一、研究课题（来源：
教材习题4-18）
有一台三相四极的笼形感应电动机，参数为
、
（△联结）、
、
、
、
、
、
。
电动机的机械损耗
，额定负载时杂散损耗
，试求额定负载时的转差率、定子电流、定子功率因数、电磁转矩、输出转矩和效率。
二、编程仿真
根据T形等效电路：
运用MATLAB进行绘图。
MATLAB文本中，
，
，
，
，
，
，
，
，
，
。
定子电流I11，定子功率因数Cosangle1，电磁转矩Te，效率Xiaolv。
1.工作特性曲线绘制
MATLAB文本：
R1=0.715;X1=1.74;Rm=6.2;Xm=75;R2=0.416;X2=3.03;pjixiesunhao=139;
pzasansunhao=320;p=2;m1=3;ns=1500;PN=17000;UN=380;fN=50;
Z1=R1+j*X1;
Zm=Rm+j*Xm;
fori=1:
2500
s=i/2500;
n0=ns*（1-s）;
Z2=R2/s+j*X2;
Z=Z1+Zm*Z2/（Zm+Z2）;
U1=UN;
I1=U1/Z;
I110=abs（I1）;
Angle1=angle（I1）;
Cosangle10=cos（Angle1）;
P1=3*U1*I110*Cosangle10;
I2=I1*Zm/（Zm+Z2）;
Pjixie=m1*（abs（I2））^2*（1-s）/s*R2;
V=（1-s）*pi*fN;
Te0=Pjixie/V;
P20=Pjixie-pjixiesunhao-pzasansunhao;
Xiaolv0=P20/P1;
P2（i）=P20;
n（i）=n0;
I11（i）=I110;
Cosangle1（i）=Cosangle10;
Te（i）=Te0;
Xiaolv（i）=Xiaolv0;
holdon;
end
figure
（1）
plot（P2,n）;
xlabel（'P2[W]'）;ylabel（'n[rpm]'）;
figure
（2）
plot（P2,I11）;
xlabel（'P2[W]'）;ylabel（'I1[A]'）;
figure（3）
plot（P2,Cosangle1）;
xlabel（'P2[W]'）;ylabel（'gonglvyinshu'）;
figure（4）
plot（P2,Te）;
xlabel（'P2[W]'）;ylabel（'Te[Nm]'）;
figure（5）
plot（P2,Xiaolv）;
xlabel（'P2[W]'）;ylabel（'xiaolv'）;
（1）转速特性
（2）定子电流特性
（3）定子功率因数特性
（4）电磁转矩特性
（5）效率特性
2.机械特性曲线绘制
1.改变U1值，实现降压调速：
U1=（380,330,260,200,150V）
MATLAB文本：
R1=0.715;X1=1.74;Rm=6.2;Xm=75;R2=0.416;X2=3.03;pjixiesunhao=139;pzasansunhao=320;
m1=3;p=2;ns=1500;PN=17000;UN=380;fN=50;
Z1=R1+j*X1;
Zm=Rm+j*Xm;
U11=380;U12=330;U13=260;U14=200;U15=150;
fork=1:
1:
5
ifk==1
U1=U11;
elseifk==2
U1=U12;
elseifk==3
U1=U13;
elseifk==4
U1=U14;
elseU1=U15
end
fori=1:
1:
2500
s=i/2500;
n0=ns*（1-s）;
Z2=R2/s+j*X2;
Z=Z1+Zm*Z2/（Zm+Z2）;
I1=U1/Z;
I2=I1*Zm/（Zm+Z2）;
Pjixie=m1*（abs（I2））^2*（1-s）/s*R2;
V=（1-s）*pi*fN;
Te0=Pjixie/V;
n（i）=n0;
Te（i）=Te0;
end
plot（Te,n）;
holdon;
end
xlabel（'Te[Nm]'）;ylabel（'n[rpm]'）;
降压调速时，临界转差率不变。
2.采用恒E1/f1控制，f1=（50,40,30,20,10Hz）
先求额定负载下转速
：
由转速特性
可知
时，
。
MATLAB文本：
R1=0.715;X1=1.74;Rm=6.2;Xm=75;R2=0.416;X2=3.03;pjixiesunhao=139;pzasansunhao=320;
m1=3;p=2;PN=17000;UN=380;fN=50;nN=1470;
ns=60*fN/p;
sN=1-nN/ns;
Z1=R1+j*X1;
Zm=Rm+j*Xm;
Z2N=R2/sN+j*X2;
Zmeq=Zm*Z2N/（Zm+Z2N）;
E1N=abs（UN*Zmeq/（Z1+Zmeq））;
f11=50;f12=40;f13=30;f14=20;f15=10;
fork=1:
1:
5
ifk==1
f1=f11;
elseifk==2
f1=f12;
elseifk==3
f1=f13;
elseifk==4
f1=f14;
elsef1=f15
end
fori=1:
1:
2500
s=i/2500;
ns=60*f1/p;
X21=X2*（f1/fN）;
n0=ns*（1-s）;
Z21=R2/s+j*X21;
E1=E1N*f1/fN;
I2=E1/（abs（Z21））;
Pjixie=m1*I2^2*（1-s）/s*R2;
V=（1-s）*pi*f1;
Te0=Pjixie/V;
n（i）=n0;
Te（i）=Te0;
end
plot（Te,n）;
holdon;
end
xlabel（'Te[Nm]'）;ylabel（'n[rpm]'）
当恒磁通变频时，最大转矩不变。
3.采用恒U1/f1控制，基频之下：
f1=（50,40,30,20,10Hz）
MATLAB文本：
R1=0.715;X1=1.74;Rm=6.2;Xm=75;R2=0.416;X2=3.03;pjixiesunhao=139;pzasansunhao=320;
m1=3;p=2;PN=17000;UN=380;fN=50;nN=1470;
f11=50;f12=40;f13=30;f14=20;f15=10;
fork=1:
1:
5
ifk==1
f1=f11;
elseifk==2
f1=f12;
elseifk==3
f1=f13;
elseifk==4
f1=f14;
elsef1=f15
end
fori=1:
1:
2500
s=i/2500;
ns=60*f1/p;
n0=ns*（1-s）;
X11=X1*（f1/fN）;
X21=X2*（f1/fN）;
Xm1=Xm*（f1/fN）;
Z1=R1+j*X11;
Zm=Rm+j*Xm1;
Z2=R2/s+j*X21;
Z=Z1+Zm*Z2/（Zm+Z2）;
U1=UN*（f1/fN）;
I1=U1/Z;
I2=I1*Zm/（Zm+Z2）;
Pjixie=m1*（abs（I2））^2*（1-s）/s*R2;
V=（1-s）*pi*f1;
Te0=Pjixie/V;
n（i）=n0;
Te（i）=Te0;
end
plot（Te,n）;
holdon;
end
xlabel（'Te[Nm]'）;ylabel（'n[rpm]'）;
随着频率减小，最大转矩变小。
4.采用恒U1/f1控制，基频之上：
f1=（50,60,70,80,90Hz）
MATLAB文本：
R1=0.715;X1=1.74;Rm=6.2;Xm=75;R2=0.416;X2=3.03;pjixiesunhao=139;pzasansunhao=320;
m1=3;p=2;PN=17000;UN=380;fN=50;nN=1470;
f11=50;f12=60;f13=70;f14=80;f15=90;
fork=1:
1:
5
ifk==1
f1=f11;
elseifk==2
f1=f12;
elseifk==3
f1=f13;
elseifk==4
f1=f14;
elsef1=f15
end
fori=1:
1:
2500
s=i/2500;
ns=60*f1/p;
n0=ns*（1-s）;
X11=X1*（f1/fN）;
X21=X2*（f1/fN）;
Xm1=Xm*（f1/fN）;
Z1=R1+j*X11;
Zm=Rm+j*Xm1;
Z2=R2/s+j*X21;
Z=Z1+Zm*Z2/（Zm+Z2）;
U1=UN;
I1=U1/Z;
I2=I1*Zm/（Zm+Z2）;
Pjixie=m1*（abs（I2））^2*（1-s）/s*R2;
V=（1-s）*pi*f1;
Te0=Pjixie/V;
n（i）=n0;
Te（i）=Te0;
end
plot（Te,n）;
holdon;
end
xlabel（'Te[Nm]'）;ylabel（'n[rpm]'）;
基频之上，根据转矩公式，最大转矩先是反比于频率的一次方，然后反比于频率的二次方。
3、总结
通过这次研究性学习我受益匪浅，其中最大的收获就是MATLAB软件的绘图功能，知道如何编写程序绘制二维曲线。
另外，我更进一步的理解了感应电动机运行特性曲线的走势和原因，有助于我对感应电动机的工作原理进一步的认识。
降压调速和变频变频调速是感应电机应用的很重要的一部分，对其深入的了解是为之后在电气领域工作打好基础。
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