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本 科 生 毕 业 设 计
中文题目: 三相异步电动机运行仿真及
GUI
设计
英文题目:Operation simulation and GUI design of three phase asynchronous
motor
学 院:
姓 名: 学 号:
专 业: 电气工程及其自动化 班 级:
指导教师: 职 称: 讲师
完成日期: 年 月 日
摘 要
电动机在各种场合都有普遍的应用,有各式各样、性能各异的电机供用户来选
择使用,社会生产力的逐渐提高带动着电机的发展,同样,电机突飞猛进的进步也
拉动生产力的提高。经历了一百多年的技术发展,电机无论是在理论上还是技术上
都越来越成熟,以后电机的发展趋势将会向体型更小、更方便的去操控、机电能量
转换效率更高的方向去发展。
本课题首先对三相异步电动机的基本构造、原理、工作特性以及启动与调速、
运行操作等方面的深入和探索,掌握三相异步电动机的运行技术和特点。了解有关
MATLAB的基础知识,学习其强大的功能,合理的使用计算机仿真工具解决异步电
机所存在的问题,尤其是在Simulink环境下使用SimPowerSystems,它常常被用来解
决有关电机、电力电子技术、自动控制原理等工程技术的仿真。采用 MATLAB软件
中的动态仿真工具Simulink和Power system工具箱,对异步电动机进行仿真研究。从
而进一步验证书本上所学的理论知识,最终达到提升分析解决问题的能力,更好的
服务于社会。
关键字:异步电机;启动;调速;制动;MATLAB/Simulink 仿真;GUI 界面设计
ABSTRACT
Motor on various occasions has universal application, there are various, the
performance of different motor for users to choose to use, and the gradual improvement of
social productivity drives the development of motor. Similarly, motor by leaps and bounds
of progress is the driving force of raise. After going through the more than one hundred
years of technological development, regardless of the motor is in theory and technology are
more and more mature, after the development trend of motor will be to smaller, more
convenient to manipulate, electromechanical energy conversion efficiency of more high
direction to develop.'
In this paper, the basic structure of the three-phase asynchronous motor, the principle,
characteristics and the start and speed control, operation and other aspects of the in-depth
exploration and operation and master the characteristics of three-phase asynchronous
motor. To understand the basic knowledge about MATLAB, study its powerful function,
reasonable use of computer simulation tools to solve the existing asynchronous motor the
problem, especially the use of SimPowerSystems in the Simulink environment, it is often
used to solve the electric power electronic technology, the simulation principle of
automatic control technology. By using the dynamic simulation tool in MATLAB software,
Simulink and power system toolbox, simulation research of asynchronous motor. To
further verify the theoretical knowledge on the books finally, to improve the ability to
analyze and solve problems, to better serve the society.'
Keywords: induction motor; start; speed regulation; braking; matlab/simulink simulation;
GUI interface design
目 录
绪 论..................................................................................................... 1
1 异步电机基本知识.................................................................................... 2
1.1 异步电机的结构、用途和分类...............................................................................2
1.1.1 结构.............................................................................................................2
1.1.2 用途.............................................................................................................2
1.1.3 分类.............................................................................................................2
1.2 三相异步电动机的电磁关系、运行特性、机械特性和工作特性...................................3
1.2.1 三相异步电机转子旋转时的电磁关系.................................................................3
1.2.2 三相异步电动机的运行特性.............................................................................4
1.2.3 三相异步电动机的机械特性.............................................................................6
1.2.4 三相异步电动机的工作特性.............................................................................9
1.3 三相异步电动机的启动、调速和制动....................................................................11
1.3.1 三相异步电动机的启动..................................................................................11
1.3.2 三相异步电动机的调速..................................................................................14
1.3.3 三相异步电动机的制动..................................................................................17
2 MATLAB 基本知识................................................................................19
2.1MATLAB 概述...................................................................................................19
2.2SIMULINK 仿真基础.............................................................................................19
2.3GUI 界面设计....................................................................................................20
3 应用 MATLAB 仿真三相异步电机的启动运行...................................................21
3.1 三相异步电动机的启动仿真................................................................................21
3.1.1 笼型异步电动机的启动..................................................................................21
3.1.2 绕线型异步电动机的启动..............................................................................25
3.1.3 GUI 界面控制启动........................................................................................28
..........................................................................................................................28
3.2 三相异步电动机的调速仿真................................................................................29
3.2.1 变频调速.....................................................................................................30
3.2.2 绕线型电机转子回路串电阻调速.....................................................................32
3.3 三相异步电动机的制动仿真................................................................................33
参考文献...............................................................................................36
致 谢....................................................................................................37
山西大同大学煤炭工程学院 2016 届本科生毕业设计
绪 论
随着当今社会科学技术的猛速发展,在各个领域的行业中,三相异步电动机都
得到了日益广泛的应用。电能一般由一次能源(煤、石油、天然气等)转化而来,
便于传输和配送,可以转化为动能及其他机械能,重要的是它在人们的日常生活中
扮演着举足轻重的作用,电机则是其中的核心设备。电机它也常常用在各种控制系
统,在自动化装置中担当执行、放大、检测和计算元件。可以看出,电机无论是在
国家政府机构、文化产业、人们的家庭生活等各个方面,都发挥着重要的作用。因
此,对三相异步电动机的启动、制动、调速等方面的研究是具有非常重要的意义。
在对三相异步电机的动态过程进行分析研究时,常常采用应用计算机对其仿真。
这样一来,既可以验证异步电机瞬态过程中各个物理量的变化规律,又可以为电机
的控制和调节系统方案 提供依据,从而为提高电机的工作状态提供更好的手段。
了解国内外电动机的发展趋势,深刻的理解异步机的基本理论知识。为得到异
步电动机的各种特性,利用 MATLAB 软件中的动态仿真工具 Simulink,对电机的运
行状态建立模型,进而得出仿真结果。利用 MATLAB 软件中的 GUI,在界面通过输
入绕线型异步电机转子回路串入的电阻值和输入不同的电源电压、频率值,来调节
异步电机的转速。
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