利用MATLAB 對交流電機調速系統進行建模和仿真?

王 濤，劉 洋，左月明

（1.烏蘭察布職業學院 機電技術系，內蒙古 集寧 012000；2.山西農業大學 工學院，山西 太谷 030801）

0 引言

目前，交流電機常用的幾種調速方法有：變極調速、串級調速、定子調壓調速、轉子串電阻調速、電磁離合器調速、變頻調速等。其中，定子調壓調速既適用于籠型異步電機，也適用于繞線轉子異步電機［1］。

計算機仿真技術是借助計算機及相關技術，對真實系統的運行過程和狀態進行數字化模擬的技術。simulink作為MATLAB的一個組件，能夠實現對動態系統的建模、仿真和綜合分析［2］。本文在simulink環境中建立面向電氣原理結構圖的仿真方法，對交流電機調速系統進行研究，從而實現對典型電機定子調壓調速模型的構建與仿真。

1 定子調壓調速原理及其性能指標

1.1 調壓調速原理

異步電機的機械特性方程式為：

其中：T e為電磁轉矩；p m為電機極對數；U s為電機定子相電壓；Rs為定子每相電阻；R′r為轉子折算電阻；s為轉差率；ωs為電機供電電源角頻率；L11為定子每相漏感；L′12為轉子每相漏感。

由此，當轉差率s為定值時，電磁轉矩T e與電機定子相電壓U s的平方成正比。而調壓調速就是通過改變定子的外加電壓來改變電機的電磁轉矩T e，從而實現在輸出一定轉矩的情況下改變電機轉速的目的。

1.2 交流調壓調速方法

為了獲得可調的交流電壓，一般可采用以下3種調壓方法：

（1）傳統調壓器調壓。它主要利用自耦變壓器對電機進行調壓。

（2）飽和電抗器調壓。該方法是利用直流勵磁電流的改變來控制鐵芯的磁飽和程度，進而改變交流電抗值。……