电动机的简单仿真

Multisim做电子电路仿真,是很不错的.其实,在电气设计方面,也很顺手的.

电气设计中,少不了对电动机的驱动,而最常用的便是异步鼠笼式式电动机.虽然可以使用相量法计算,但委实繁琐,而直接进行仿真,则可以减少不少麻烦,并降低出错的概率.

所以,在Multisim中画出电动机的等效电路,就可以进行分析了.

一般使用的是

T形等效电路

引自:https://blog.csdn.net/qq_35912930/article/details/115766230

这个等效电路很全面,可以进行暂态分析,故障模拟等等.但是,有点复杂了,对于不做电机设计的同学来说,很多参数也没办法得到.

对于常规应用,只需要考虑稳态就够了,能得到的参数一般也只有,电制,额定功率,功率因数(下文中用cosf表示).

所以,本文对T形等效电路,进行大幅度化简,在稳态下,用工程能够得到的参数,就可以得到不错的精度.

当当当...当

不要太惊讶,就是这么简化.毕竟T形等效电路就是一个电阻电感网络,肯定是可以化简成上图这样.

其中

L=(P 和 Pe都是 1/3[星形接法]或1/9[三角接法]的额定功率,f为频率,U为线电压)

不想动手计算的,可以运行文章结尾的python程序,thinker的界面

下面仿真一个星形接法的电机,功率3kw,cosf=0.8,380V50Hz

下面仿真一个三角形接法的电机,功率9kw,cosf=0.8,380V50Hz

星三角转换星形

星三角转换三角形

等效电阻和电感的计算程序:

  1 import tkinter as tk
  2 from tkinter import filedialog
  3 from tkinter import messagebox
  4 from tkinter import simpledialog
  5 import math
  6 接线方法 = ''
  7 等效电阻值 = 0
  8 等效电感值 = 0
  9 相电压值 = 0
 10 频率值 = 0
 11 功率因数值 = 0
 12 功率值 = 0
 13 def 接线方法选择():
 14     接线方法字典 = {1:'星形接法', 2:'三角形接法'}
 15     global 接线方法
 16     接线方法 = 接线方法字典.get(接法单选空间.get())
 17 
 18 def 计算数据():
 19     global 接线方法
 20     global 等效电阻值
 21     global 等效电感值
 22     global 相电压值
 23     global 频率值
 24     global 功率因数值
 25     global 功率值
 26     相电压值 = float(相电压输入框.get())
 27     频率值 = float(频率输入框.get())
 28     功率因数值 = float(功率因数输入框.get())
 29     功率值 = float(功率输入框.get())
 30     线电压 = 相电压值 / math.sqrt(3)
 31     单绕组功率 = 0
 32     if 接线方法 == '星形接法':
 33         单绕组功率 = 功率值 / 3
 34     if 接线方法 == '三角形接法':
 35         单绕组功率 = 功率值 / 9
 36     等效电阻值 = (功率因数值 * 线电压) **2 / 单绕组功率
 37     等效电感值 = 功率因数值 * math.sqrt(1 - 功率因数值 ** 2) * 线电压 **2 /(2 * 频率值 * 单绕组功率 * math.pi)
 38     等效电阻结果显示标签.config(text = str(等效电阻值))
 39     等效电感结果显示标签.config(text = str(等效电感值))
 40 
 41 
 42 
 43 if __name__ == '__main__':
 44     主窗口 = tk.Tk()
 45     主窗口.title('电机极简等效电路 等效电阻 电感 计算')
 46     主窗口.geometry('300x300')
 47     主窗口['background'] = '#CCCCCC'
 48     数据输入区 = tk.Frame(主窗口)
 49     数据输入区.pack()
 50     # 相电压
 51     tk.Label(数据输入区, text = '相电压:').grid(row = 0, column = 0)
 52     相电压输入框 = tk.Entry(数据输入区, width = 20)
 53     相电压输入框.grid(row = 0,column = 1, padx = '5px')
 54     相电压输入框.delete(0, 'end')
 55     相电压输入框.insert(0, '380')
 56     tk.Label(数据输入区, text = 'V').grid(row = 0, column = 2)
 57     # 频率
 58     tk.Label(数据输入区, text = '频率:').grid(row = 1, column = 0)
 59     频率输入框 = tk.Entry(数据输入区, width = 20)
 60     频率输入框.grid(row = 1,column = 1, padx = '5px')
 61     频率输入框.delete(0, 'end')
 62     频率输入框.insert(0, '50')
 63     tk.Label(数据输入区, text = 'Hz').grid(row = 1, column = 2)
 64     # 功率因数
 65     tk.Label(数据输入区, text = '功率因数:').grid(row = 2, column = 0)
 66     功率因数输入框 = tk.Entry(数据输入区, width = 20)
 67     功率因数输入框.grid(row = 2,column = 1, padx = '5px')
 68     功率因数输入框.delete(0, 'end')
 69     功率因数输入框.insert(0, '0.8')
 70     tk.Label(数据输入区, text = '').grid(row = 2, column = 2)
 71     # 功率
 72     tk.Label(数据输入区, text = '功率:').grid(row = 3, column = 0)
 73     功率输入框 = tk.Entry(数据输入区, width = 20)
 74     功率输入框.grid(row = 3,column = 1, padx = '5px')
 75     功率输入框.delete(0, 'end')
 76     功率输入框.insert(0, '1000')
 77     tk.Label(数据输入区, text = 'W').grid(row = 3, column = 2)
 78     # 接线方法
 79     tk.Label(数据输入区, text = '接法:').grid(row = 4, column = 0)
 80     接法单选空间 = tk.IntVar()
 81     接法单选空间.set(0)
 82     tk.Radiobutton(数据输入区, text = "星形接法", variable = 接法单选空间, value = 1, command = 接线方法选择).grid(row = 5, column = 1, sticky='w')
 83     tk.Radiobutton(数据输入区, text = "三角形接法", variable = 接法单选空间, value = 2, command = 接线方法选择).grid(row = 6, column = 1, sticky='w')
 84     # 操作区
 85     操作区 = tk.Frame(主窗口)
 86     操作区.pack()
 87     # 计算按钮
 88     计算按钮 = tk.Button(操作区,text = '计算', width = 10, command = 计算数据)
 89     计算按钮.grid(row = 0,column = 0, padx = '5px')
 90     # 输出结果区
 91     输出结果区 = tk.Frame(主窗口)
 92     输出结果区.pack()
 93     tk.Label(输出结果区, text = '等效电阻值=').grid(row = 0, column = 0)
 94     等效电阻结果显示标签 = tk.Label(输出结果区, text = ' ')
 95     等效电阻结果显示标签.grid(row = 0, column = 1)
 96     tk.Label(输出结果区, text = 'Ω').grid(row = 0, column = 3)
 97     tk.Label(输出结果区, text = '等效电感值=').grid(row = 1, column = 0)
 98     等效电感结果显示标签 = tk.Label(输出结果区, text = ' ')
 99     等效电感结果显示标签.grid(row = 1, column = 1)
100     tk.Label(输出结果区, text = 'H').grid(row = 1, column = 3)
101     主窗口.mainloop()