【每日分享】Simulink三相异步电机仿真（1）

仿真

本帖最后由松山归人于 2021-4-13 15:28 编辑

Simulink电机制动仿真----反接制动
三相异步电机反接制动
待机反接制动是在需要使电动机停转时,将定子电源任意两相反接,依靠其定子产生的制动力矩，迫使电动机迅速停转。此方法的优点在于制动力强、制动迅速;但缺点在于制动准确性差，制动过程中冲击强烈，易损坏传动零件，不宜经常使用。
反接制动一般使用速度继电器与之配合，当检测到电动机转速下降到接近于零时，切断电源，使电动机停止转动。由于matlab中没有速度继电器，因此选用三相断路器Breaker模块模拟。方法为观察反接时的波形，找到转速过零的点，在该时刻设置三相断路器断开，切断电源，从而使电动机停转。为此，本小学生设计编写两组程序，一组仿真用来检测转速过零点，另一组则是在已知过零点的情况下，仿真反接制动。
过零点检测仿真
（1）三相电源选择：上一篇文章已经约定好了，这次的三相电源要用AC Voltage Source模块，所以这次选用3个AC Voltage Source模块作为三相电源，该模块的参数设置非常简单，如图1所示，第1行设置参量为峰值参数，第2行设置参数为相位角值，第3行所设置参数为频率值。3个模块在设置时，只有相位角参量有所不同分别为相差120度（deg），峰值与频率皆相同。设置完成参数后，将3个模块的位置做适当调整，单击模块后，Ctrl+R可以旋转元件，调整效果如图2所示。

（2）三相断路器：由于MATLAB中没有接触器或速度继电器模块，因此需要利用三相断路器模块替代所需的接触器，搜索方法非常简单，点击工具栏中的Simulink Library Browser选项，搜索栏中输入关键字Breaker即可搜索到Three-Phase Breaker模块。摆放模块效果如图3所示，双击模块可以设置参数，可设置常开或常闭，也可以设置开关的动作时间，设置一个常开一个常闭，动作时间均为0.4秒，如图4所示，即0.4秒时即刻断开正向接电，接通反向电源，设置的反向电源模块及参数如图5所示。

过零点检测仿真效果
点击运行按钮，开始仿真，适当调整示波器效果，得到如图7所示的波形图，图中可见，在0.4秒三相断路器开始动作时，电机已经平稳启动并且持续运行，此时断路器开始运作，正向电源断开反向电源，大约在0.5秒至0.6秒之间电机转速为0，即电机完成停止，但随后由于反向电源持续接通，电机开始反向转动，并且很快达到最快转速。

反接制动仿真程序
设计反接制动仿真程序，相比过零检测仿真，设计中多出了一个三相断路器目的是彻底切断正向或反向电源的接入，如图9所示，反向电源设定参数相比过零检测的参数小，设计正向电源与反向电源电路中的三相断路器设置中，相对靠近电源即左侧的断路器，设置为单时刻动作，动作时间为0.5秒，右侧的断路器，设置为多时刻动作，动作时间分别为0.5秒、1.5秒，如图10所示。如以图9中的Three-Phase Breaker常闭断路器为例，0.5秒时常闭开关打开，再到1.5秒时已经打开的开关再次闭合，但由于左侧的Three-Phase Breaker2已经在0.5秒常闭已经打开，并且不再关闭，因此正向电源仍未接于电机，电机仍处于失电状态。

仿真设置与效果
（1）运行仿真时，初次尝试时仿真，仿真奇慢，后来和其他大神学习了一下，大大改善了仿真速度。如图12所示，运行前点击工具栏Simulation选项，再点击第2行Model Configuration Parameters选项，打开如图13所示的界面，右侧有Solver选项栏，默认是选下拉ode45，本小学生通过尝试将其改成了ode15，然后点击OK即可，就可以正常快速仿真了，而(ˉ▽￣～) 且~~如图13选项栏多出了许多设置选项，虽然还不太懂ode45和ode15是什么东东，但通过后续的试验学习会逐渐熟悉的。