论文总字数：16173字

摘 要

用电动机来拖动生产机械的工作称为电力拖动，由电动机来拖动生产机械所形成的系统，叫做电力拖动系统。一个完整的电力拖动系统通常是由电动机，传动机构，生产机械，控制设备和电源五部分构成的。

本文一开始介绍了电力拖动系统的基本原理：第一步是选择合适的电机，然后确定了电机的起动方式为绕线转子回路串电阻分级起动，电机的调速方式为绕线转子回路串电阻调速，最后一步是绕线转子反转制动。接下来以一个实例应用来验证原理的正确性，进行具体计算并记录相应的数据，根据数据作出相应的机械特性曲线。

最后使用Matlab里面的的Simulink仿真软件搭建了整个电力拖动系统的仿真模型，并且在不同的需要下进行仿真运行，得出仿真的结果，并与实际的数据进行比较。

关键词：电力拖动 电动机 MATLAB 仿真

Design and Simulation of small electric drive system

Abstract

Using the motor to drag the production machinery is called the electric drive（Electric drive). System for driving a production machine by an electric motor is called electric drive system. A complete electric drive system is generally composed of a motor, a driving machine, a production machinery, a control equipment and a power supply.

Firstly, this article introduces the basic principle of the electric drive system: the first one is choosing a appropriate electric machinery, and then the starting mode of the motor is determined to start the series resistance of the rotor winding, the speed regulating mode of the motor is the series resistance speed regulation of the winding rotor circuit, and the last step is reversing the rotation of the rotor. Furthermore, an example is used to verify the correctness of the principle through calculating and recording the corresponding data. According to the data, the corresponding mechanical characteristic curve has been made.

Finally, the Simulink simulation software is used to build the model of the whole electric drive system in Matlab in the different needs of the simulation run and get the simulation results and compared with the actual data.

Key words: Electric drive; Three-phase asynchronous motors; MATLAB; Simulation

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 绪论 1

1.1 电机的定义及作用 1

1.2三相异步电动机 1

1.3 电力拖动的优势 1

1.4 MATLAB仿真 2

第二章 小型电力拖动系统设计 1

2.1 小型电力拖动系统的原理介绍 1

2.1.1 电机的选择 1

2.1.2 三相异步电动机绕线转子回路串电阻分级起动 2

2.1.3 三相异步电动机转子串电阻调速 4

2.1.4 绕线转子三相异步电动机反转制动 5

2.2 小型电力拖动系统的实例应用 6

2.2.1 合适电机的选择 6

2.2.2转子回路串电阻分级起动 7

2.2.3转子回路串电阻调速 9

2.2.4反转制动 10

第三章 MATLAB仿真测定 12

3.1 MATLAB的简单介绍 12

3.2 MATLAB仿真模型的搭建 12

3.2.1 三相异步电动机的起动 12

3.2.2 三相异步电动机的串电阻调速 14

3.2.3 三相异步电动机的反转制动 15

3.3 MATLAB小结 17

第四章 总结与展望 18

4.1 总结 18

4.2 展望 18

致 谢 20

参考文献 21

第一章 绪论

1.1 电机的定义及作用

电机是根据电磁感应定律和电磁力定律实现电能与机械能之间能量形式转换的机械。

电机的主要作用有以下三点^[1]：

（1）进行电能的生产，传输和分配。如发电厂中，由水轮机（或汽轮机，柴油机）带动合适的电机发电，将机械能转变为电能，这种电机称为发电机。然后，运用变压器升高电压，并经过输电线路把电能送到各个用电的地区，再经过降压变压器变成可供利用的低压的电能，供用户来使用。

（2）驱动各种生产机械和装备。用户使用电动机将电能转变为机械能，用来拖动各种生产机械设备和用具。例如驱动机床，电力排灌，机车牵引，抽水鼓风，轧钢造纸以及家用电器的驱动等等。

（3）作为各种控制系统，自动化装置的执行，检测，放大和计算元件。

本课题就是研究用三相异步电动机促成大型车床的快速移动机构。

1.2三相异步电动机

异步电机是使用最多、最广的一种交流电机，它主要用做电动机，以驱动生产机械和生活用具。电动机的转速随负载大小的改变而产生改变，与电源频率间没有严格不变的关系。它也可以用做发电机，但性能远较同步发电机差。异步电机的转子电流是根据电磁感应原理由定子磁场感应产生的，所以也被称为感应电机^[2]。有三相及单相两种。异步电机结构简易，制造简便，坚固耐用，又有较高的运行效率以及令人满意的工作特性，从而获得广泛应用。其主要不足是不能经济地在较宽的范围内实现平滑调速，以及具有总是滞后的功率因数。

本课题所选电机型号是YR132S1-4^[3]。Y代表异步电动机，R代表绕线型，S代表机座类别，4代表极数。

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