坐标变换及异步电机仿真

电力传动仿真实验报告课程名称：电力传动系统驱动与控制技术专业：电力电子与电力传动学号：112340299姓名：郭占磊指导老师：杨文焕2012年4月1、异步电动机的仿真模型用MATLAB/SIMULINK基本模块建立在αβ坐标系中异步电动机仿真模型如下图所示，其中将异步电动机仿真模型进行封装成ACMotor，三相正弦对称电压经过3/2变换模块得到两相电压，送入αβ坐标系中的异步电动机仿真模型，输出两相电流，经过2/3变换模块，得到三相电流。这就是以αβ坐标系异步电动机仿真模型为核心，构建三相异步电动机仿真模型的实例。异步电动机仿真模型:3/2变换模块子系统的内部结构为:2/3变换模块子系统的内部结构为：αβ坐标系异步电动机仿真模型为：其中三相电源以及负载转矩设定如下图:Simulink的仿真运行可以通过菜单进行，也可以在Matlab的指令窗中通过输入命令运行。这里我们采用菜单命令运行仿真。观察空载起动和加载过程的转速仿真波形，观察异步电动机稳态电流波形异步电动机的仿真结果如下图：1、电源波形图-400-2000200400-400-200020040000.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5-400-20002004002、A相电流波形图00.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5-30-20-1001020303、转速波形图00.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5-200020040060080010001200140016004、电磁转矩波形图00.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5-10-50510152025303540452、坐标变换2.1三相静止坐标系和两相静止坐标系的变换(简称3s/2s变换)在交流电动机中三相对称绕组通以三相对称电流可以在电动机气隙中产生空间旋转的磁场，在功率不变的条件下，按磁动势相等的原则，三相对称绕组产生的空间旋转磁场可以用两相对称绕组来等效，三相静止坐标系和两相静止坐标系的变换则建立了磁动势不变情况下，三相绕组和两相绕组电压、电流和磁动势之间的关系。设为两相对称绕组的电流,为三相对称绕组的电流，它们之间的变换关系为:cBACBAiiiCiiiiii230212121232302121132（1）(1)式中，是便于逆变换而增加的一相零序分量。C3/2为3s/2s变换矩阵。2.2从两相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换称为两相—两相旋转变换（2S/2r变换）两相静止和旋转坐标系与磁动势空间矢量由上图所示，两相交流电流i、i和两个直流电流mi、ti产生同样的以同步转速旋转的合成磁动势Fs。由图中看出可以得到下列等式：cossinsincostmtmiiiiii写成矩阵形式：2/2cossinsincosMSRTiiiCiii三、仿真模型其中，3/2Function部分编程如下：2/2Function部分编程如下：其中，pha表示于角速度与时间的乘积，选用时钟和常数模块表示。模型下部，分别体现的是3/2变换的逆矩阵和2/2变换的逆矩阵，编程同理。四、波形：（1）转换之前原始输入的三相电流波形：（2）三相静止—两相静止变换之后的波形:(3)两相静止-两相旋转变换之后的波形:(4)经2/2逆变换之后:(5)经3/2逆变换之后的波形: