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异步电动机的仿真
在课本中介绍的四种方式的状态方程，都是对异步电动机的数学描述，在进
行异步电动机仿真时，没有必要对四种状态方程逐一进行，只要以其中一种作为
内核，在外围加上坐标变换和状态变换，就可以得到在不同的坐标系下、不同状
态量的仿真结果。因此，以异步电动机在αβ坐标系中ω−is−ψr为状态变量的
状态方程结构为核心，构建异步电动机仿真模型。

一、异步电动机仿真框图及参数
在αβ坐标系，状态变量为ω−is−ψr的动态结构图如下图：

仿真电动机参数为：
R
s=1.85Ω，Rr=2.658Ω，Ls=0.2941H，Lr=0.2898H，Lm

=

0.2838H，J=0.1284Nm∙s2，np=2，Un=380V，fN=50Hz。
其中电动机漏磁系数

σ=1−Lm2LsLr=1−0.283820.2941×0.2898=0.0550
转自电磁时间常数

Tr=LrRr=0.28982.658=0.1090
2

LmLrTr=0.2838
0.2898×0.1090
=8.9819

LmLr=0.2838
0.2898
=0.9793

1σLs=1
0.0550×0.2941
=61.8219

RsLr2+RrLm2Lr2=1.85×0.28982+2.658×0.2838
2
0.2898
2
=4.3991

LmTr=0.2838
0.1090
=2.6037

1
T
r

=9.1718

npL
m

Lr=2×0.28380.2898
=1.9586

n
p

J=20.1284
=15.5763

二、异步电动机的仿真模型
用MATLAB/SIMULINK基本模块建立在αβ坐标系中异步电动机仿真模型如下
图所示，其中将异步电动机仿真模型进行封装成AC Motor，三相正弦对称电压

u
A、uB和uC经过3/2变换模块得到两相电压usα和usβ
，送入αβ坐标系中的异步

电动机仿真模型，输出两相电流isα和isβ，经过2/3变换模块，得到三相电流iA、
i
B和iC
。这就是以αβ坐标系异步电动机仿真模型为核心，构建三相异步电动机

仿真模型的实例。
为了方便起见将ω用W表示，ψ用Psi表示，α用a表示，β用b表示。其
中3/2 transform、2/3transform和AC Motor为该仿真模型中的子系统，其中增益
环节的放大系数计算见上述算式。
异步电动机仿真模型如下图
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其中三相电源以及负载转矩设定如下图：
4

其中3/2 transform模块为三相-两相变换，其变换矩阵为
C3/2=√23
[ 1−12−120√32−√32]
即3/2 transform模块子系统的内部结构为：
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其中2/3 transform模块为三相-两相变换，其变换矩阵为
C2/3=√23
[ 10−12√32−12−√32]
即2/3 transform模块子系统的内部结构为：
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其中AC Motor模块内部结构，及αβ坐标系异步电动机仿真模型为：
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三、三相异步电动机的仿真
异步电动机工作在额定电压和额定频率下，如下图分别为空载启动和加载启
动过程的转速仿真结果以及异步电动机稳态电流的仿真结果。
异步电动机空载启动和加载过程的转速仿真结果如下图：

异步电动机稳态电流的仿真结果如下图：
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调节观察范围后：