交流异步电机拖动系统仿真分析

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6 三相异步电机制动特性仿真

6.1 三相异步电机自然制动仿真

在三相异步电机稳定运行过程中，切断电源，就是电机的自然制动过程。自然制动是指电机运行过程中切断电源，且不加其他任何控制，电机转速慢慢降低，直至转速为零的全过程。相对于其他制动方式而言，自然制动所耗时间最长，电机转速下降最慢。

三相异步电机自然制动模型，就是在三相交流电源和电机的三相定子绕组之间设置三个开关。开关初始状态设为导通，模型运行到一定程度后开关断开。仿真模型如图所示：

图6-1 自然制动仿真模型

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(A)转子电流（B）定子电流（C）转速（D）转矩

图6-2 自然制动仿真结果

结论：从图上可以看出电机的转子电流和电磁转矩都是零，但转速的慢慢减小，此时电机内只有机械运动，没有电磁运行。

6.2 三相异步电机能耗制动仿真

在三相异步电机稳定运行过程中，切断定子绕组交流电源，然后外加直流电源，观察电机的能耗制动过程。

能耗制动是指当三相异步电机与交流电源断开后，立即在定子绕组内通入直流电源，这时电机的磁场是一个恒定的磁通，不再随着时间而变化，电机的转子由于惯性因素而继续保持原方向转动，转子绕组切割恒定磁通，从而产生感应电动势及感应电流，转子电流与磁通相互作用产生电磁转矩，这个电磁转矩阻止转子转动，起到了制动作用。

首先构造制动以前稳态运行模型：

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图6-3 能耗制动前仿真模型

然后构造将要制动的新模型，就是将三相交流电源去掉，给定子绕组重新加上直流电源，制动后仿真模型如图所示：

图6-3 能耗制动后仿真模型

制动以前：

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制动以后：

(A) 转子电流（B）定子电流（C）转速（D）转矩

图6-4 能耗制动前仿真结果

(A)转子电流（B）定子电流（C）转速（D）转矩

图6-5 能耗制动后仿真结果

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