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1.2 SIMULINK简介
Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，它支持离散、连续及两者混合的线性和非线性系统，也支持具有多种采样频率的系统。在Simulink环境中，利用鼠标就可以在模型窗口中直接的画出系统模型，然后直接进行仿真。Simulink包含有Sinks(输出方式)、Source(输入源)、Linear(线性环节)、Nonlinear(非线性环节)、Connectins(连接与接口)等子模型库，而且每个子模型库中包含相应的功能模块，用户也可以定制和创建自己的模块。
模型分析工具包括线性化和平衡点分析工具、MATLAB的许多基本工具箱及MATLAB的应用工具箱。由于MATLAB和 Simulink是集成在一起的，因此用户可以在这两种环境下对自己的模型进行仿真、分析、和修改。
Simulink非常实用，应用领域很广，可使用的领域很广，包括航空航天、电子、力学、数学、通信、影视和控制等。
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2 三相异步电动机
2.1 三相异步电动机的结构与基本工作原理
三相异步电动机的结构主要由定子和转子两大部分组成。转子装在定子腔内，定子、转子之间有一缝隙，称为气隙。 2.1.1 定子部分
定子部分主要由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。
定子铁心是电机磁路的一部分，为减少铁心损耗，一般由0.5mm厚的导磁性较好的硅钢片叠成，安放在机座内。定子铁心叠片冲有嵌放绕组的槽，故又称为冲片。中、小型电机的定子铁心和转子铁心都采用整圆冲片。大、中型电机常采用扇形冲片拼成一个圆。为了冷却铁心，在大容量电机中，定子铁心分为很多段，每两段之间留有径向通风槽，作为冷却空气的通道。
定子绕组是电机的电路部分，它嵌放在定子铁心的内圆槽内。定子绕组分单层和双层两种。一般小型异步电动机采用单层绕组，大、中型异步电动机采用双层绕组。
机座的作用是固定和支撑定子铁心及端盖，因此，机座应有较好的机械强度和刚度。中、小型电动机一般用铸铁机座，大型电动机的机座则用铁板焊接而成。 2.1.2 转子部分
转子主要由转子铁心、转子绕组和转轴三部分组成。整个转子靠端盖和轴承支撑着。转子的主要作用是产生感应电流，形成电磁转距，以实现机电能量的转换。
转子铁心是电机磁路的一部分，一般也用0.5mm厚的硅钢片叠成，转子铁心叠片冲有嵌放绕组的槽。转子铁心固定在转轴或转子支架上。 2.1.3 气隙
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异步电机的气隙是均匀的。气隙大小对异步电动机的运行性能和参数影响很大，由于励磁电流由电网供给，气隙越大，励磁电流也就越大，而励磁电流又 属于无功性质，它要影响电网的功率因数，因此异步电动机气隙大小往往为机械条件所能允许的最小数值，中、小型电机气隙太小，一般为0.2~1.5mm左右。
2.1.4 三相异步电动机的基本工作原理
三相绕组接通三相电源产生的磁场在空间旋转，称为旋转磁场。转速的大小由电动机极数和电源频率而定。旋转磁场的转速n1称为同步转速。它与电网的频率f1及电机的磁极对数p的关系为：
n1=60f1∕p (2-1)
转子在磁场中相对定子有相对运动，切割磁场形成感应电动势。转子铜条有电流，在磁场中受到力的作用，转子就会旋转起来。
综上所述可知，三相异步电动机转动的基本工作原理。 （1）三相对称绕组中通入三相对称电流产生圆形旋转磁场。 （2） 转子导体切割旋转磁场感应电动势和电流。
（3） 转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用，从而形成电磁转距，驱使电动机转子转动。
异步电机的旋转方向始终与旋转磁场的旋转方向一致，而旋转磁场的方向又取决于异步电动机的三相电流相序。因此，三相异步电动机的转向与电流的相序一致。要改变转向，只要改变电流的相序即可，即任意对调电动机的两根电源线，便可以实现电动机的反转。
异步电动机的转速恒小于旋转磁场的转速n1，只有这样，转子绕组才能产生电磁转矩，使电动机旋转。如果n=n1，转子绕组与定子磁场之间无相对运动，则转子绕组中无感应电动势和感应电流产生，可见n 2.2 转差率 同步转速n1与转子转速n之差（n1-n）和同步转速n1的比值称为转差率，用字母s表示，即 S=(n1-n)/n1 (2-2) 8 中州大学毕业设计 转差率s是异步电动机的一个基本物理量，它反映异步电动机的各种运行情况。对异步电动机而言，当转子尚未转动（如起动瞬间）时，n=0,此时转差率s=1;当转子转速接近同步转速（空载运行）时，n≈n1,此时转差率s≈0。由此可见，作为异步电动，转速在0～n1范围内变化，其转差率在0～1范围内变化。 异步电动机负载越大，转速就越慢，其转差率就越大；负载越小，转速就越快，其转差率就越小。故转差率直接反映了转子转速的快慢或电动机负载的大小。异步电动机的转速可以由（2-1）推算。 n=(1-s)n1 (2-3) 2.3 异步电机的三种运行状态 根据转差率的大小和正负，异步电机有三种运行状态。 （1）电动机运行状态 当定子绕组接至电源，转子就会在电磁转矩的驱动下旋转，电磁转矩即为驱动转矩，其转向与旋转方向相同，此时电机从电网电功率转变成机械功率，由转轴传输给负载。电动机的转速范围为n1＞n＞0,其转差率范围为0＜s≤1。 （2） 发电机运行状态 异步电机定子绕组仍接至电源，该电机转轴不再接机械负载，而用同一台原动机拖动异步电机的转子以大于同步转速（n>n1）并顺旋转磁场的方向旋转。显然，此时电磁转矩方向与转子方向相反，起着制动作用，为制动转矩。为克服电磁转矩的制动作用而使转子继续旋转，并保持n>n1,电机必须不断从原动机吸收机械功率，把机械功率转变为输出的电功率。因此成为发电机运行状态。此时，n>n1,则转差率s<0。 （3） 电磁制动运行状态 异步电机定子绕组仍接至电源，如果用外力拖着电机逆着旋转磁场的旋转方向转动。此时电磁转矩与电机旋转方向相反，起制动作用。电机定子仍从电网吸收电功率，同时转子从外力吸收机械功率，这两部分功率都在电机内部以损耗的方式转化成热能消耗。这种运行状态称为电磁制动状态。此种情况下，n为负值，即n<0,则转差率s>1。 由此可知，区分这三种运行状态的依据是转差率s的大小。①当0 9
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