论文总字数：14432字

摘 要

本课题选择使用三相异步电动机设计电力拖动系统。首先介绍了异步电动机的基本结构和工作原理，电机在日常生活中的运用，以及电力拖动在生活中使用的的前景。再根据设计要求，完成电机启动、调速与制动过程的计算，选择合适的启动、调速与制动方法，保证校验合格，并依据计算的结果绘制出相应的机械特性曲线，形象的描述整个拖动过程。

然后叙述了MATLAB在生活中使用以及其发挥的作用，并使用MATLAB中所具有的Simulink仿真软件搭建和模拟了整个实验模型，并且在不同的需要下仿真运行，得出仿真结果，并与计算分析结果相比较，做出相应修改，以期更接近实际运行特性。

最后对课题实际实施的硬件电路做了基础设计和展望。

关键词：异步电动机 启动 调速 制动 仿真

Design and Simulation of small electric drive system

Abstract

This topic chosen for the use of three-phase asynchronous motor uses the design of electric drive system. Firstly, the paper introduces the basic structure，function and the working principle of asynchronous motor, and the use of motor in daily life. According to the design requirements, we finish the calculation of the motor start, speed regulation and braking process, and select the appropriate start, speed and braking methods to ensure the calibration. According to the result of calculation, the writer draws the corresponding mechanical characteristics curve to describe the image of the dragging process vividly.

And then describe the role of MATLAB in our life, use the Simulink simulation software MATLAB to build the entire experimental model. Simulation results are obtained under different needs. And compared with the results of calculation and analysis, we make the appropriate changes, in order to become more close to the actual operating characteristics.

Finally, we finish the design and prospect of the actual implementation of the hardware circuit.

Key words: Three-phase asynchronous motors；start；speed regulation；brake；Simulation

目 录

摘 要 I

Abstract I

目 录 II

第一章 绪 论 1

1.1 电力拖动系统概述 1

1.2 电力拖动中电机基本结构 1

1.3 电力拖动的控制方式 1

1.4 电力拖动的前景 2

第二章 实例计算与分析 3

2.1 所需完成的电力拖动系统 3

2.2 电机的选择 3

2.2.1 三相异步电机工作原理 3

2.2.2 选择符合题意的电机 3

2.2.3 选择电机的机械特性曲线 4

2.3 电机的启动 5

2.3.1 电机的启动的历史和方法 5

2.3.2 电机的启动性能 6

2.3.3 启动的计算 6

2.3.4 启动的机械特性曲线 7

2.4 电机的调速 7

2.4.1 降低定子绕组电压调速 8

2.4.2 所选调速方法的机械特性曲线图 8

2.5 电机的制动 9

2.5.1 制动方式的选择 10

第三章 MATLAB模型仿真 12

3.1 Y-△启动的仿真 13

3.2 降压调速的仿真 14

第四章 总结 1

4.1 课题的展望 1

致 谢 3

参考文献 4

第一章 绪 论

1.1 电力拖动系统概述

在现代工业生产，农业生产，科学研究和日常生活等各个方面都广泛地使用了电能。因电能是具有生产和变化比较经济，传输和分配比较容易，使用和控制比较方便等优点而成为国民经济最普遍的一种能量。

电能应用的一个重要方面就是利用电动机将电能转化成机械能为生产的机械提供动力。在现代，几乎所有的生产机械都是用电动机拖动的，比如在机械、冶金、石油、煤炭、化学、航空、交通、农业以及其他各种工业中，广泛的应用。

用电动机拖动生产机械工作成为电力拖动（又称电气传动），由电动机来拖动生产机械的系统，成为电力拖动系统。

1.2 电力拖动中电机基本结构

目前电力拖动系统中应用最为广泛的仍然是他励直流电动机和三相异步电动机。

其中直流电动机调速、制动性能好，过载能力较强，在需采用电瓶供电的场合应用广泛。

三相异步电动机具有结构简单、体积小、运行可靠、效率高等优点，并且随着电力电子技术以及控制理论的发展，解决了启动和调速性能差的特点，在工业中得到更为广泛的应用。

三相异步电机主要是由两个部分构成。其中静止不动的部分我们称之为定子，而转子，是其旋转的那一部分。

我们定义了空气隙：即存在于定子与转子之间由空气组成的那部分，以便于解释磁场工作的方式。

构成定子的主要是由绕组，铁心，机座这些部件。为了减少涡流损耗带来的影响，大多数电机硅钢片是片与片之间是绝缘的。由0.5mm的硅钢片叠压而成的定子铁心是电机磁路中的一个部分，通过电磁感应的原理，理解搭建电机的磁路。硅钢片的内圈放置定子槽，槽中安放绕组，铁芯被叠压后成为一个整体，固定于机座上。由许多线圈连接而成的定子绕组是电机的电路部分。三相对称绕组AX,BY,CZ可连接成三角形或星形。最后，机座主要对铁芯定子起固定和支撑的作用^[1]。

转子主要由铁心和绕组两部分组成。和定子铁心一样，由硅钢片叠压而成的转子铁心压装在转轴上，转子铁心也是电机磁路的一部分。异步电机转子绕组多采用鼠笼式，其中小型鼠笼式转子绕组多采用铝离子浇筑而成。除此之外还有线绕式。线绕式转子绕组和定子绕组一样，绕线式转子通过轴上的滑环和电刷以方便在转子回路中接入外加电阻。通过加入外加电阻的方式，改善启动性能和调节转速^[2]。

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