电机的数学模型与仿真分析

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1、电机的数学模型与仿真分析华中科技大学电气与电子学院主讲人：李达义ldy@mail.hust.edu.cn1、电气工程的仿真技术2、直流电机的数学模型与仿真分析3、电磁耦合系统4、异步电机的数学模型与仿真分析5、电机中常用的坐标系统6、同步电机的数学模型与仿真分析报告提纲电气工程的仿真技术直流电机的数学模型与仿真分析电磁耦合系统异步电机的数学模型与仿真分析电机中常用的坐标系统同步电机的数学模型与仿真分析1、电气工程的仿真技术1.1电气工程仿真的特点1.2Psim6.0仿真软件的使用1.3MATLAB软件的使用

2、1.4电机及控制技术的最新发展1.1电气工程仿真的特点1、仿真的作用：模拟实际系统，进行最优设计，用来学习知识等。2、仿真的过程：建模和实验，两种方法包括模拟仿真和数字仿真。时域分析的一般顺序和方法3、仿真工具：主要有三种：一种是从通用的仿真软件发展而来，pspice，saber等，一种是从专用软件中发展而来，如matlab，emtp；另一种是电力电子的专门软件：如simplis，MATLAB，Psim，Pspice，Saber，EMTP，SIMPLIS，SCAT，Simplorer。1.1电气工程仿真的特

3、点用于模拟电路仿真的SPICE（SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis）软件于1972年由美国加州大学伯克利分校的计算机辅助设计小组利用FORTRAN语言开发而成，主要用于大规模集成电路的计算机辅助设计。SPICE的正式实用版SPICE2G在1975年正式推出，但是该程序的运行环境至少为小型机。1985年，加州大学伯克利分校用C语言对SPICE软件进行了改写，1988年SPICE被定为美国国家工业标准。与此同时，各种以SPICE为核心的商用模拟电路仿真软

4、件，在SPICE的基础上做了大量实用化工作，从而使SPICE成为最为流行的电子电路仿真软件。ORCADPSPICERelease9.0共有六大功能模块，其中核心模块是PSPICEA/D，其余功能模块分别是：Capture（电路原理图设计模块）、StimulusEditor（激励信号编辑模块）、ModelEditor（模型参数提取模块）、PSPICE/Probe（模拟显示和分析模块）和Optimizer（优化模块）。4、PSPICE语言的主要特点PSPICE则是由美国Microsim公司在SPICE2G版本的

5、基础上升级并用于PC机上的SPICE版本，其中采用自由格式语言的5.0版本自80年代以来在我国得到广泛应用，并且从6.0版本开始引入图形界面。1998年著名的EDA商业软件开发商ORCAD公司与Microsim公司正式合并，自此Microsim公司的PSPICE产品正式并入ORCAD公司的商业EDA系统中。目前，ORCAD公司已正式推出了ORCADPSPICERelease9.0，与传统的SPICE软件相比，PSPICE9.0在三大方面实现了重大变革：首先，在对模拟电路进行直流、交流和瞬态等基本电路特性分析

6、的基础上，实现了蒙特卡罗分析、最坏情况分析以及优化设计等较为复杂的电路特性分析；第二，不但能够对模拟电路进行，而且能够对数字电路、数/模混合电路进行仿真；第三，集成度大大提高，电路图绘制完成后可直接进行电路仿真，并且可以随时分析观察仿真结果。虽然PSPICE应用越来越广泛，但是也存在着明显的缺点。由于SPICE软件原先主要是针对信息电子电路设计而开发的，因此器件的模型都是针对小功率电子器件的，对于电力电子电路中所用的大功率器件存在的高电压、大注入现象不尽适用，有时甚至可能导致错误的结果。PSPICE采用变

7、步长算法，对于以周期性的开关状态变化的电力电子电路而言，将造成大量的时间耗费在寻求合适的步长上面，从而导致计算时间的延长，有时甚至不收敛。另外，在磁性元件的模型方面PSPICE也有待加强。5、Saber2004仿真软件的主要特点Saber软件简介Saber软件主要用于外围电路的仿真模拟，包括SaberSketch和SaberDesigner两部分。SaberSketch用于绘制电路图，而SaberDesigner用于对电路仿真模拟，模拟结果可在SaberScope和DesignProbe中查看。Saber的

8、特点归纳有以下几条：1．集成度高：从调用画图程序到仿真模拟，可以在一个环境中完成，不用四处切换工作环境。2． 完整的图形查看功能：Saber提供了SaberScope和DesignProbe来查看仿真结果，而SaberScope功能更加强大。3． 各种完整的高级仿真：可进行偏置点分析、DC分析、AC分析、瞬态分析、温度分析、参数分析、傅立叶分析、蒙特卡诺分析、噪声分析、应力分析、失真分析等。4．模块化和层次化：可