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kW17NP、V380NU（△联结）、715.01R、74.11X、0.4162R、3.032X、2.6mR、75mX。电动机的机械损耗W139p，额定负载时杂散损耗W320p，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，PNPN，UNUN，11RR，11XX，22RR，22XX，RmRm，XmXm，aopjixiesunhp，aopzasansunhp。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=1:2500s=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;endfigure(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)(2Pfn（2）定子电流特性)(21PfI（3）定子功率因数特性)(cos21Pf（4）电磁转矩特性)(2PfTe（5）效率特性)(2Pf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=1:1:5ifk==1U1=U11;elseifk==2U1=U12;elseifk==3U1=U13;elseifk==4U1=U14;elseU1=U15endfori=1:1:2500s=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;endplot(Te,n);holdon;endxlabel('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Nn：由转速特性可知kW17NP时，r/min1470Nn。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=1:1:5ifk==1f1=f11;elseifk==2f1=f12;elseifk==3f1=f13;elseifk==4f1=f14;elsef1=f15endfori=1:1:2500s=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;endplot(Te,n);holdon;endxlabel('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=1:1:5ifk==1f1=f11;elseifk==2f1=f12;elseifk==3f1=f13;elseifk==4f1=f14;elsef1=f15endfori=1:1:2500s=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;endplot(Te,n);holdon;endxlabel('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=1:1:5ifk==1f1=f11;elseifk==2f1=f12;elseifk==3f1=f13;elseifk==4f1=f14;elsef1=f15endfori=1:1:2500s=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;endplot(Te,n);holdon;endxlabel('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。三、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。