图4-20 异步电机转子串电阻仿真结果
结果分析：转子串电压改变转子电流，使感应电流减小，从而改变电磁转矩的大小使转速降低。由仿真结果可见，在0.6S串入电阻后，转速由1500r/min减为1100r/min，达到了调速的目的。
4.4.2 三相异步电动机定子调压调速仿真
实例：用Simulink建立三相异步电动机定子调压调速仿真模型，观察整个调速过程，示波器显示调压调速过程的定子电流、转子电流、转速和转矩的变化曲线。
建模：该模型与三相异步电动机直接启动仿真模型相似，有两套不同电压等级的交流电压源分别有两个三相断路器接到定子绕组以实现调速。在t=3S时刻切换两个等级的电压。其仿真模型如图4-21所示：
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图4-21 异步电机定子调压调速仿真模型
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仿真结果如图4-22所示：
图4-22 异步电机定子调压调速仿真结果
结果分析：在3S时刻，通过两个断路器将定子电压由峰值380V切换到200V，结果是降低了定子电压以达到调速的目的；由波形可见，在3S时刻由于定子电压降低，转速由1500r/min降为1200r/min达到调速目的，而转矩依然与负载转矩相平衡，保持不变。
4.4.3 三相异步电动机变频调速仿真
实例：用Simulink建立三相异步电动机变频调速仿真模型，观察整个调速过程，示波器显示变频调速过程的定子电流、转子电流、转速和转矩的变化曲线。
建模：有两套相同电压等级而频率不等的交流电源分别由两个三相断路器接到定子绕组以实现调速。因基频以下变频调速为恒磁通调速，应保持U1/f1=常数，三相电源模块1设置电压为264*sqrt(3)V、频率为60Hz，三相电源模块2设置电压为220*sqrt(3)V、频率为50Hz。
仿真模型如图4-23所示：
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图4-23 异步电机变频调速仿真模型
仿真结果如图4-24所示：
图4-24 异步电机变频调速仿真结果
结果分析：改变定子电压频率将改变基波旋转频率，从而改变转差率以达到调速目的；在此实例中，在3S时刻定子电压频率由60Hz切换到50Hz，转差率减小转速降低，由仿真结果可见切换前后转速由约1900r/min降为1500r/min达到了调速目的，而转矩依然与负载转矩相平衡，保持不变。
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第5章 三相同步电动机仿真
同步电机是交流电机的一种。普通同步电机与异步电机的根本区别是转子侧装有磁极并通入直流电流励磁，因而具有确定的极性。由于定、转子磁场相对静止及气隙合成磁场恒定是所有旋转电机稳定实现机电能量转换的两个前提条件，因此，同步电机的运行特点是转子的旋转速度必须与定子磁场的旋转速度严格同步，并由此而得名。
设产生定子侧旋转磁场的交流电流的频率为f，电机的极对数为p，则同步电机转速n与电流频率f和极对数p的基本关系为 n=式中，n——同步电机转速(r/min)；
f——交流电频率(Hz)；
p——电机极对数；
60f (5-1) p我国规定交流电网的标准工作频率为50Hz，即同步速与极对数成反比，最高位3000r/min，对应p=1。极对数愈多，转速愈低。
同步电机主要用作发电机，世界上的电力几乎全部由同步发电机发出。同步电机也作发电机运行，其特点是可以通过调节励磁电流来改变功率因数。正因为如此，同步电动机有一种特殊运行方式，即接于电网作空载运行，称之为调相机，专门用于电网的无功补偿，以提高功率因数，改善供电性能。
5.1 三相同步电动机的基本工作原理
同步电动机由定子和转子组成，其工作原理示意图如下，定、转子之间有气隙，
o定子上内嵌互差120的三相对称绕组AX、BY、CZ，将定子三相对称绕组接入三线对称交流电，会产生圆形旋转磁场，转子上装有励磁绕组，通入直流电后，能建立恒定磁场。同步电动机工作时定子输入三相交流电，产生旋转磁场，设为逆时针旋转，转子输入直流励磁电流，产生固定磁极，则旋转磁场的磁极将转子的异性磁极吸引，使转子与旋转磁场同速旋转，这就是同步电动机的基本工作原理，如图5-1所示。
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