PLECS软件第四周仿真实验

    本周我们学习了交流电动机的工作原理以及特性，以下根据课本启动特性、调速特性、以及制动特性的知识进行仿真训练

一，根据仿真数据画出该电机的固有机械特性近似图

仿真图：

由仿真结果得知额定工作状态下，电动机转速为154.234rad/s，电磁转矩为11.5429Nm。

所以可得电动机理想空载转速：n₀=60×50/2=1500r/min。

电动机额定转速：n_N=154.234×60/2Π=1472.826r/min。

电动机额定转矩：T_N=11.5429Nm。

电动机额定转速差：S_N=(n₀-n_N)/n₀=0.018116。

再根据转矩表达式：T=KSR₂U²/(R₂²+(SX₂₀)²)可以求出常数K=5.3712×10^-3，其中R₂=0.408Ω、X₂₀=2Πf₁L_L2=0.792H、U=220V。

所以利用matlab可以画出上方转矩表达式的图像即异步电动机的固有机械特性图：

R2=0.408;
X=0.792;
K=0.00537;
U=220;
T=(K*((1500-N)./1500)*R2*U^2)./(R2^2+((1500-N)./1500).^2*X^2);
N=0:1:1600;
plot(T,N,'r-');
xlabel('电磁转矩(Nm)');
ylabel('转速(r/min)');
title('异步电动机的固有机械特性');
axis([0 200,0 1600]);
fT=max(T);
id=find(T==fT);
fN=N(id);
text(fT,fN,num2str(fT,'%.2f'),'FontSize',18);

根据上图可以读出电动机的临界工作点时T_max=164.08Nm,n_m=728r/min。启动工作点时T_st=133.601Nm。

二，结合本周学习的交流电机原理及启动、调速、制动特性，在PLECS仿真环境下控制上述三相交流异步电机带动起重机起升机构运行。（改为绕线异步电动机）

启动阶段：采用逐级切除启动电阻法（转子电路串接电阻）

制动阶段：采用定子电压反接制动，当转速到达0时，转子上串接电阻使机械特性到达15Nm，n0=0点。

反向加速：仍然采用转子电路串接电阻的方法

实际设计电路图如下：

机械运动周期仿真结果图如下：