1、 课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书 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 2011 年 12 月 31 日 课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 1设计目的： 掌握交流电动机的工作特性，对其中的转速特性进行详细说明，并用 MATLAB 进 行转速特性的仿真，并得出仿真结论。 2设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等） ： 1. 对所学交流电动机的知识进行复习，重点掌握交流电动机的工作特性中的转 速特性。 2. 学习 MATLAB 语言，运行 M 文件的格式进行转速特性的仿真。 3. 得出仿真的结果。 3设计工作
2、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，编写程序进行仿真，得出结果。 3. 撰写课程设计说明书。 4主要参考文献： 1 赵耀霞. 电机学与电力拖动技术.北京：国防工业出版社，2009. 2 王中鲜. MATLAB 建模与仿真应用.北京：机械工业出版社，2010. 3 潘晓晟. MATLAB 电机仿真精华 50 例.北京：电子工业出版社，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工作计划及进度： 2011 年 12 月 31 日2012 年 01 月 02
3、 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 答辩 系主任审查意见： 签字： 年 月 日 一、一、原理阐述原理阐述 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，使转子获得进行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给它 进行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
4、定子绕组通过三相交流电产生旋转 磁场，转子导体切割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 1。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 2 P的增大与转子的转速 n 的降低近似为线性关系）（ 2 fnP。 三相感应电动机的旋转磁场的旋转速度(又称同步转速) n1为： p f60 n 1 r/min f三相交流电的频率； P三相电动机的定子极对数。 磁场转速 n1和转子速度 n 之差与 n1的比值称为转差率 S： %10
5、0 n n-n s 0 0 异步电动机启动时 n=0，s=1；n=n 0时，s=0； 额定工况下一般 s=1.56% 转子角速度 为： s/rad 60 n2 电动机转矩T为： )()(f2 r p3 2 21 2 2 11 2 2 1 xx s r r s U T 转子端电磁功率 m P 为： TPm 转子端电磁功率与输出功率之间的关系为： ）：（：s-11 2m PP 所以输出功率 2 P 为： TP）（s-1 2 由以上式子可以得输出功率 2 P与转速 n 的关系）（ 2 fnP。 选定参数为额定电压 U1=380V， 定子连接， 定子电阻 R1=1.375， 漏抗 X1=2.43 ，转子电阻 R2=1.047，漏抗 X2=4.4，设额定负载时，有转差率 s=0.028。 计算得额定转速 N n =1458r/min; 输出功率 2 P =10027W 二、二、程序程序 n与 2 P的关系： clear U1=220*sqrt(3); %输入电机参数 Nphase=3; P=2; %极对数为2 fN=50; %交流电频率 R1=1.375; %定子端电阻 X1=2.43; %定子漏抗 R2=1.047; %转子电阻 X2=4.4; %转子漏抗 Xm=8.34; %励磁漏抗 omegas=2*pi*fN; %计算电机同步速度 n1=60*
