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  • 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:nN=154.234×60/2Π=1472.826r/min。

    电动机额定转矩:TN=11.5429Nm。

    电动机额定转速差:SN=(n0-nN)/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=2Πf1LL2=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Tmax=164.08Nm,nm=728r/min。启动工作点时Tst=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:

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