毕业论文课题相关文献综述
{title}毕业论文课题相关文献综述
{title}文 献 综 述 异步电动机是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机。异步电机具有环境适应能力强、过流能力大、牢固耐用、结构简单、容易维护及价格低廉等优点随着电力电子技术与交流电动机的调速和控制理论的迅速发展,使得异步电动机越来越广泛地应用于各个领域的工业生产。异步电动机的仿真运行状况和用计算机来解决异步电动机控制直接转矩和电机故障分析具有重要意义。 一．电动机的研究目的及意义电机及其控制在国民经济中起着重要作用。大量运用于各种工农生产的加工设备，无论是在工农业生产、交通运输、国防宇航、医疗卫生、商务与办公设施还是日常生活中的家用电器，都大量地使用各种各样的电机。电机是电能应用的主要形式，是应用最广泛的电能到机械能的变换装置，。工农业生产及人民生活中普遍应用的电能几乎全部是通过发电机产生的;而生产出的电能，则有一半以上是通过异步电机加以利用的。现在异步电机的单机容量正在迅速提高，应用领域正在小断扩大，而且运行条件日益复杂化和自动化。 异步电机结构简单,运行可靠,维修方便,在日常生活和工业生产中得到了越来越广泛的应用，但异步电动机在运行时特别是在启动和制动时内部电流电压，磁场，电场关系非常复杂，所以基于MATLAB的仿真环境下异步电动机的来建立异步电动机模型，不仅仿真方法简单还能大大缩短仿真时间，所以是一种理想的对异步电动机的研究方法同时使用MATLAB软件中SIMULNIK仿真工具对异步电机SPWM矢量控制系统的仿真与研究。通过建立仿真模型，很好的对系统的各种参数进行设置，不断的实验、测试，以至达到较好的系统性能。 二.电动机的发展 异步电机在1885年由意大利物理学家和电气工程师费拉里斯发明。1888年，提出实验报告，对旋转磁场作了严格的科学描述，为以后开发异步电动机、自起动电动机奠定了基础。他还倡导使用交流电系统。一年之后， Mikhail 发明笼型异步电机。异步电机的发展迅速，对于相同大小的异步电机，额定功率由1897年的5.5kW发展到1976年的74.6kW。现在，鼠笼型异步电机是使用最广泛的异步电机。尽管今天运用的的电机学理论可以追溯到100年前，但是其更新和提高的脚步就从来没有停止过，更好的铁磁和绝缘材料不断的研制，不断增加的功率密度比早期电机的功率密度超出了一个数量级。大容量电机的制造技术降低了电机的制造成本，从而为其更广泛的运用打开了大门。最后可靠的高功率等级的开关装置，以及近几十年来由于固态革命产生的微处理机，使电气拖动领域的控制水平大大提高。这一切，都是由于能量利用与控制能力提高所导致的结果。 八十年代 以来，计算机仿真成为交流电机及其调速系统分析，研究和设计的有利工具。应用计算机的仿真技术，我们可以用软件建立起电机及其传动、控制的仿真模型，再以这个模型在计算机内人为模拟的环境或条件下的运行研究，替代真实电机在实际场合下的运行实验，既可得到可靠的数据，又节约了研究的时间及费用。MATLAB是美国Mathworks公司自1984年推出的一种使用简便的工程计算语言，它以矩阵运算为基础，把计算、可视化、程序设计融合到了一个交互的工作环境中，在这里可以实现工程计算、算法研究、建模与仿真、数据分析及可视化、科学和工程绘图、应用程序开发（包括图形用户界面设定）等等功能，而且，MATLAB提供的工具箱为各行各业的用户提供了丰富而实用的资源。因而，不断促进着人类生方式的进步。 三.异步电动机的构造 三相异步电动机由定子和转子两个基本部分组成。定子是电动机的固定部分，用于产生旋转磁场，主要由定子铁芯、定子绕组和基座等部件组成。转子是电动机的转动部分，由转子铁芯、转子绕组和转轴等部件组成，其作用是在旋转磁场作用下获得转动力异步电动机的分类： 异步电动机的种类很多，从不同的角度有不同的分类法。按定子相数分有单相异步电动机、三相异步电动机； 按转子绕组形式，一般可分为绕线式和鼠笼式两种类型。鼠笼式异步电动机中，又有单鼠笼、双鼠笼和深槽式之分； 按电机尺寸或率，分为大型、中型、小型和小功率电机；按电机的防护形式分为开启式、防护式、封闭式。 四.异步电动机的原理及特点 原理： （1）当异步电动机接入三相交流电源时，三相定子绕组流过三相对称电流产生的三相磁动势（定子旋转磁动势）并产生旋转磁场。 （2）该旋转磁场与转子导体有相对切割运动,根据电磁感应原理,转子导体产生感应电动势并产生感应电流。 （3）根据电磁力定律，载流的转子导体在磁场中受到电磁力作用，形成电磁转矩，驱动转子旋转，当电动机，轴上带机械负载时，便向外输出机械能。 异步电动机主要有以下几个方面的基本特点：转子绕组不需与其他电源相连，其定子电流直接取自交流电力系统；与其他电机相比，异步电动机的结构简单，制造、使用、维护方便，运行可靠性高，重量轻，成本低。 五.异步电动机的运行状态和电磁理论 异步电机的运行状态，在异步电机的转子转速n与气隙旋转磁场的转速n1之间总有一定的的差值（n1-n).定义转差率 S= n1-n/n1 异步电机负载变化时，转子导体内的感应电动势，电流和电磁转矩相应变化，转子速度和转差率也随之变化。转差率是反映异步电机运行状态的重要变量，按照转差率的大小和正负，异步电机可分为电动机运行，发电机运行，和电磁制动三种状态。 电磁物理过程：三相对称交流绕组通入三相对称交流电流时，将在电机气隙空间产生旋转磁场，转子绕组的导体处于旋转磁场中，切割磁力线，产生感应电势（右手定则），转子导体通过端环自成闭路，流过感应电流，感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁力（左手定则），电磁力作用在转子上将产生电磁转矩。 六. MATLAB的简介和SIMULINK仿真模块的使用 八十年代以来，计算机仿真成为交流电机及其调速系统分析，研究和设计的有利工具。应用计算机的仿真技术，我们可以用软件建立起电机及其传动、控制的仿真模型，再以这个模型在计算机内人为模拟的环境或条件下的运行研究，替代真实电机在实际场合下的运行实验，既可得到可靠的数据，又节约了研究的时间及费用。MATLAB是美国Mathworks公司自1984年推出的一种使用简便的工程计算语言，它以矩阵运算为基础，把计算、可视化、程序设计融合到了一个交互的工作环境中，在这里可以实现工程计算、算法研究、建模与仿真、数据分析及可视化、科学和工程绘图、应用程序开发（包括图形用户界面设定）等等功能，而且，MATLAB提供的工具箱为各行各业的用户提供了丰富而实用的资源。 启动SIMULINK只需在MATLAB的命令窗口键人SIMULNIK命令，此时出现一个SIMULINK窗口。这个窗口包含7个模块库，它们分别是信号源模块库(sources)、输出模块库（Sinks)、离散模块库(Diserete)、线性模块库(Linear)、非线性模块库(Nonlinear)、连接与接口模块库(Connections)和扩展模块库(Extrax)。建立一个控制系统结构框图,则应选择文件(File)中的新文件（New)菜单项，这样SIMULINK就会自动打开一个空白的模块编辑窗口，允许用户输人自己的模块框图。只要从各模块库中取出模块，定义好模块参数。将各模块连接起来，然后设置系统参数，如仿真时间、仿真步长和计算方法等。模块的取出可以采用在模块库中选中模块后拖动到编辑窗口的复制方法。 连接两个模块是相当容易，简单地用鼠标左键先点一下起点模块的输出端（三角符号），然后拖动鼠标器。这时就会出现一条带箭头的直线，将它的箭头拉到终点模块的输入端再释放鼠标左键，则SIMULNIK会自动产生一条带箭头的连线，将两个模块连接起来。如果连线出现错误，可以使用鼠标左键选中该线，然后再使用Edit中cut命令将9 该线删除掉。定义模块参数采取用鼠标左键双击模块图标的办法，即可得到模块参数设置对话框。选择Start命令可以启动仿真程序，在仿真结束时，计算机会用声音给予提示，可以通过虚拟示波器Scope观察系统仿真结果输出。把Scope连接到任何你想观测的点，调整好Scope的扫描量程与显示幅值量程，同时调整Scope的窗口大小及位置，观察系统的仿真过程。众所周知，现代运动控制系统中的交流异步电动机本身就是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。这里从静止两相坐标系下的鼠笼异步电动机模型出发，推导出基于定子磁链磁场定向的电动机模型，并采用MATLAB/ SIMULNIK实现之。 参考文献 [l]胡虔生，胡敏强. 电机学.北京：中国电力出版社，2005 [2]薛定宇，陈阳泉.基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用.北京：清华大学出版社,2003 [3][美] Jimmie J.Cathey著，戴文进 译. 电机原理与设计的MATLAB分析. 北京：电子工业出版社，2006 [4]陈桂明，张明照.应用MATLAB建模与仿真[P].北京：科学出版社，2001 [5]陈伯时.电力拖动自动控制系统[M].北京：机械工业出版社，2000 [6]李夙.异步电动机直接转距控制[M].北京：机械工业出版社，1999 [7]洪乃刚．电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真．北京：机械工业出版社，2006 [8]戴文进，张景明.电机设计.北京：清华大学出版社，2010 [9]张志涌.精通MATLAB[P].北京：北京航空航天大学出版社，2000 [10]彭鸿才.电机原理及拖动.北京：机械工业出版社，1996 [11]芦明.基于MA丁LAB的异步电机仿真研究.北京：内江科技。2009 [12]胡崇岳.现代交流调速技术[[M.北京:机械工业出版社，2001 [13]黄忠霖.控制系统M ATLAB计算及仿真[M].北京:国防工业出版社，2001 [14]陈怀深. M ATLAB及其在理工课程中的应用指南.西安电子利技大学出版社，1999 [15]王夺，胡金高.基于MATLAB的异步电机直接转矩控制系统的仿真研究.北京：机械工业出版社2006 [16]刘福才，陈龙，韩会山．基于Matlab的异步电动机矢量控制系统的仿真研究 [J]．变频世界，2006，(12)，4145． [17]王海峰，任章．异步电机矢量变换控制系统的MATLAB／SIMULINK仿真Ⅱ1．电气传动自动化，2003，25(4)． [18] 纪 志 成，薛 花，沈 艳 霞．基 于Matlab交流异步电机矢量控制系统的仿真建模[J]系统仿真学报，2004，16(3)：384389． |
