基于d－q模型的感应电动机制动仿真及分析

屈 鲁，谢 卫，张贻旭，卢颖娟

(上海海事大学，物流工程学院，上海 200135)

0 引言

感应电动机因其结构简单、价格便宜、维护方便，在生产和生活中得到了广泛的应用。电机制动是电机控制中经常遇到的问题，一般电机制动会出现在两种不同的场合，一是为了达到迅速停车的目的，以各种方法使电机旋转磁场的旋转方向和转子旋转方向相反，从而产生一个电磁制动转矩;另一是在某些场合，当转子转速超过旋转磁场转速时，电机也处于制动状态。电机制动方式一般分为:能耗制动，反接制动及回馈制动[1，2]。该文主要在 MATLAB/SIMULINK环境下进行三相感应电动机传动系统的建模及制动仿真研究，为三相感应电动机的设计及运行提供必要的理论依据。

1 三相感应电动机的数学模型

由于三相感应电动机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，所以利用MATLAB/SIMULINK进行电机系统仿真时，最为关键的是建立一个便于仿真的数学模型。笔者在d－q坐标系下，通过坐标变换对电机模型进行降阶、化简，由此建立一个便于仿真的由电压源型逆变器供电的三相感应电动机的动态数学模型。

1.1 磁链方程

三相感应电动机在d－q坐标系下的磁链方程为

式中，Ls是定子等效两相绕组的自感;Lr是转子等效两相绕组的自感;Lm是定子与转子同轴等效绕组间的互感。

1.2 电压方程

三相感应电动机在d－q坐标系下的电压方程为

式中，p是微分算子;ωdqs是d－q坐标系相对于定子的角转速;ωdqr是d－q坐标系相对于转子的角转速。……