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1、诚信声明 本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日 毕业设计任务书课题（论文）题目： 基于modelica语言的异步电动机反接制动控制电路仿真 系部： 机械工程系 专业： 机械电子 学号： 学生： 指导教师（含职称）： 1课题意义及目标应用多领域建模语言modlica，对机电传动系统中典型的主电路及相应的控制回路进行建模和仿真。1、 熟悉modelica语言及其建模环境2、 结合机电传动课程中典型的异步电动机反接制动控制电路3、 建立相应的多领域模型，对系统进行分析论证2主要任务(1)、认真阅
2、读任务书，通过查阅相关文献资料，在了解课题研究目的意义及现状等基础上，构建设计方案并进行充分论证，并撰写开题报告；(2)、建立相关模型，熟悉相关软件；(3)、完成系统控制分析；(4)、毕业设计说明书；3主要参考文献（1）张文兵, 黄一彦 - 微电机 2006年8期（2）吴义忠, 蒋占四, 陈立平 - 系统仿真学报 2009年12期（3）LI Ming, WANG Yu, LI Fucai, LI Hongguang, MENG Guang - 中国机械工程学报 2013年6 期4进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1阅读任务书，通过查阅资料，撰写开题报告并进行开题答辩；2014.11.-201
3、4.12.312建立相关模型，熟悉相关软件；2015.1-2015.33中期答辩；2015.4-2015.54完成模拟系统平台搭建，建立模型并分析；2015.5-2015.65撰写设计说明书，准备毕业答辩2015.6-审核人： 年 月 日 基于Modelica语言的异步电动机反接制动控制回路仿真摘要：本文应用Modelica面向对象多领域语言对三相交流异步电动机反接制动系统进行建模及仿真。建模过程主要包括各个组件建模以及组件之间建立逻辑连接。应用扭矩和转速的方程对模型进行了运算。结果表明：仿真结果机械特性曲线与理论机械特性曲线相符。在同一负载条件下，通过改变频率参数，得到了电动机不同机械特性曲
4、线，实现了三相交流异步电动机反接制动回路的功能。关键字：Modelica，反接制动，建模、仿真Simulation of anti - connecting braking the control circuit of asynchronous motor based on ModelicaAbstract : In this paper, Modelica is used to model and simulate the anti - Brake System of three-phase AC asynchronous motor . The modeling process consi
5、sts of the logical connection between the components and the components. The calculation of the model is carried out with the equation of torque and rotational speed . The results show that the simulation results are in agreement with the theoretical mechanical characteristic curves of the mechanica
6、l characteristic curve . Under the same load condition , by changing the frequency parameters, the different mechanical characteristic curves of the motor are obtained, and the function of the anti - connecting braking loop of the three-phase AC asynchronous motor is realized.Key word: Modelica , Pl
7、ug braking, Modeling and SimulationI目录1、绪论11.1机电传动与反接制动的目的与意义11.2反接制动控制回路仿真的工具及途径11.3电动机制动的发展前景22、异步电动机反接制动的理论基础32.1电动机的概要介绍32.2接触器的概要介绍42.3保护元器件的相关简介52.3.1热继电器52.3.2熔断器52.3.3电阻62.4控制元器件的相关简介62.4.1时间继电器62.4.2速度继电器72.5电路控制的基本原理83、 Modelica语言的介绍103.1 Modelica语言的模型要素103.1.1 变量103.1.2 方程与算法103.1.3连接113.
8、1.4 类与类型113.2 Modelica语言的建模功能123.2.1 面向对象式建模123.2.2 陈述时建模124、运用OpenModelica对异步电动机的反接制动控制电路的的模拟仿真及其分析134.1在OpenModelica中电路所需原件的模型块的建立134.1.1 三相电压源模型的建立134.1.2电动机模型的建立154.1.3时间继电器模型的建立174.1.4速度继电器模型的建立194.1.5电阻、熔断器模型的建立204.1.6各类开关模型的建立214.2异步电机反接制动的仿真234.2.1连接电路图234.2.2对电路图进行模型检查及编译分析244.2.3仿真编译模型及分析变
9、量曲线245、总结31参考文献32致谢33II太原工业学院毕业设计1 绪论1.1机电传动与反接制动的目的与意义机电传动的快速发展与电机的发展密不可分。20世纪以前，由于电机的发展刚刚起步，并且发展方向定位在了工业的初步应用，多种多样的电机初步定型，电机的理论和电机的设计方法都不完善。20世纪以后，迎来了自动化发展的年代，对电机的要求也越来越高，借此电机的转型向性能良好、运行可靠、质量小、体积小的方向发展。目前的动力电机依旧正在向大型、巨型化的方向发展，但是专用电机却正在向长寿命、高精度、微型化的方向发展。因此各类电机已逐渐成为许多机电系统中的最为重要的元件，鉴于以上种种原因，机电传动的发展将会
10、把把电子学、电机学和控制理论综合在一起的一门新兴学科。在这门新型学科中，电动机的研究分析，寿命计算，维修保护是一件意义非同寻常的大事。而本文将通过研究电动机的反接制动来达到停止电机的运行，以来保护电机的正常寿命。机电传动和控制目的是为了让生产机械设备、生产线、车间甚至整个工厂都能实现自动化。具体的讲，就是把电动机充当为原动机，从而驱动生产机械，故而将电能转换为机械能，结果可以实现生产机械的启动、停止及调速，满足多种生产工艺过程的各方面的要求，达到实现生产过程的全自动化。因此，机电传动和控制既包含了拖动生产机械的电动机，又包含了控制电动机的一整套控制系统。1.2反接制动控制回路仿真的工具及途径功
11、能强大的统一建模语言，它具备领域无关的通用模型的描述能力，由于采用了统一的模型描述形式。因此，基于统一建模的方法可以实现复杂系统的不同领域内的子系统模型的无缝集成。关于系统建模语言的研究，可以追溯到Elmqvist的博士论文，随后又有许多学者对此展开了研究，结合面线对象的设计思想，引入“类”的概念对物理系统“方程”进行封转和扩展，从而奠定了该领域面向对象统一建模思想的理论基础。Modelica语言具备的种种强大功能，完全能够实现异步电动机的反接制动的模拟仿真，并且仿真效果直观可靠，可以随意改变参数来达到自己想要仿真的结果，方便简洁。通过仿真，解决了实物连接时出现的种种人为失误以及主要器件的损耗
12、。总之，仿真做好的能相当程度的减少产品试加工的投入，用处相当的大。基于Modelica语言的建模仿真技术已经在汽车、动力、电力、污水处理等国内外行业仿真中得到了广泛的应用，丰田、福特、宝马、德国航空航天等均已开始采用Modelica语言来进行多领域系统的工程化仿真应用。由欧洲仿真协会EUROSIM牵头，Dassault负责组织，联合奔驰、宝马、西门子。ABB等国际知名公司，全面启动了欧洲最大的资源库计划，共同构建基于Modelica的欧洲模型库EUROSYSLIB。国内也开始在航天、航空、汽车、能源等行业广泛应用基于Modelica多领域建模和仿真技术，在中国大飞机项目、汽车整车建模与分析等应
13、用中取得了良好的效果。Modelica语言可以完全实现异步电动机的反接制动的仿真，而OpenModelica软件又为其提供了一个可以让软件运行的平台。这款软件，可以处理解决涉及到的机、气、液领域的诸多实际问题。1.3电动机制动的发展前景异步电动机和直流电动机类似，除了电动机运转状态外，制动共有三种形式，即反馈制动（即发电制动）、能耗制动、反接制动，无论哪一种制动方式，都具备一个共同的特点，即电动机的转速n与电磁转矩T的方向相反。此时，电磁转矩起制动作用，电动机从轴上吸收机械能并转化为电能。当发生制动时，扭矩和转速图 从第一象限，变至第二象限，当转速减到一定值后，电动机的电源被切断，电机停止运转
14、。332 异步电动机反接制动的理论基础2.1电动机的概要介绍电动机可分为直流和交流两大类。电动机的工作原理是实现电能到机械能之间的转化，它是一类旋转的机械装置。当电动机的输入和输出相反时，电动机就会变成发电机，工作原理正好与电动机相反。1.电动机的结构主要分为定子和转子两个主要部分。定子的组成有主磁极、机座、电刷、换相极等装置。而转子的组成则包括电枢铁芯、换向器和电枢绕组等。鉴于本次毕业设计用到的电动机是异步电动机，故将主要精力放在异步电动机的介绍。三相异步电动机的工作原理是在转子电流和定子旋转磁场的共同作用下实现的。电动机的三相绕组接上三相电源，产生一个旋转磁场，导致转子绕组的导体切割磁感线，使得线圈受到一个力的作用而产生运动。由于转子转速与同步转速不同，因此称此电动机为异步电动机，定义转速差 (2-1)其中，转差率s是分析电动机运行情况的主要参数之一。并且 (2-2)f为电流的频率，旋转磁场每分钟的转速为60f转。2.三相异步电动机的转矩与机械特性电动机的电磁转矩表达式为 (2-3)在表达式中，为仅与电动机结构有关的参数；为旋转磁场的每一极磁通；为转子的电流；co
