1. 三相异步电动机模型
风能资源是清洁的可再生能源，风力发电是新能源中技术最成熟、最具开发规模条件和商业化发展前景的发电方式之一。风力发电成本低，并且在技术上日趋成熟，成为电力系统结构中相对增长速度最快的新能源发电。风力发电代替传统能源发电的比例正逐步上升，并在电力系统受越来越受到欢迎和重视。要进行风力发电系统的研究，传统的方法是将发电机与风轮机相连，在现场做实验，但是这样做成本较高并且可能影响电力系统的运行。仿真建模技术投入低，见效快，因而在风力发电的研究领域得到了越来越广泛的应用，极大地丰富了风力发电的研究手段。
技术实现要素：
本发明提供了一种风力发电系统研究方法，建立风力发电系统模型，所述模型包括：
风速模型、风力发电机组气动性能模型、传动系统动力学模型和感应电机模型。
所述传动系统动力学模型是传动齿轮模型，感应电机模型是三相同步发电机模型。
具体实施方式
风力发电的原理是利用风带动风车叶片转动，将风能转化为机械能，然后机械能带动风力发电机发电。所有风力发电机的功率输出是随着风力而变的。强风下最常见的两种限制功率输出的方法是失速调节和斜角调节。使用失速调节的风电机，超过额定风速的强风会导致通过叶片的气流产生扰流，令风轮失速。当风力过强时，叶片尾部制动装置会动作，令风轮剎车。使用斜角调节的风电机，每片叶片能够以纵向为轴而旋转，叶片角度随着风速不同而转变，从而改变风轮的空气动力性能。当风力过强时，叶片转动至迎气边缘面向来风，从而令风轮剎车。
风力发电系统的建模与仿真，主要包括以下几方面内容：(1)了解风力发电技术的发展趋势和最新动态。(2)研究风力发电系统的基本原理，包括风力发电的基本原理、风轮机理论、水平轴风力发电机结构、定浆距风力发电机组和永磁同步发电机基本原理。(3)确定风力发电机组的数学模型，主要有风速模型，风力发电机气动性能模型，传动系统动力学模型和感应电机模型。(4)研究matlab仿真建模的相关理论并利用matlab仿真软件搭建仿真模块准备仿真。(5)对风力模型进行仿真并分析仿真结果。
通过建立的风力发电系统模型，根据风速模型的仿真曲线，分析风轮机和发电机各部分曲线的变化情况和整个系统的仿真曲线图。在并网以前电压的波形基本上是正弦形状的，转速基本上是稳定的。并网以后虽然受到了电网的干扰，但转速上升到额定转速后再没有多大变化；电流的波形虽然是正弦的，但整体的趋向也发生了相应的波动。变桨距控制系统在风力发电机组起动时，通过变距来获得足够的起动转矩；起动以后，当低于额定风速运行时，风力发电机组状态控制为转速控制。当高于额定风速运行时，通过调整桨叶节距，改变气流对叶片的攻角，可以改变风力发电机组获得的空气动力转矩，使功率输出保持稳定。额定风速之后的机组状态控制主要由桨距角调节实现，控制系统保持风力发电机组运行的安全可靠性。
本发明利用matlab软件建立风力发电系统控制模型以及完整的风力发电样例系统模型，对自建的风力发电系统控制模型进行仿真分析，验证风力发电系统控制模型的可用性，并且通过单曲线绘图对模拟结果进行了分析，从仿真图形分析，能够基本反映风力发电机的运行情况。
值得说明的是，虽然前述内容已经参考若干具体实施方式描述了本发明创造的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。
2. 三相异步电动机数学模型
在生产需要的直接推动下，具有实用价值的发电机和电动机相继问世，并在应用中不断得到改进和完善。初始阶段的发电机是永磁式发电机，即用永久磁铁作为场磁铁。由于永久磁铁本身磁场强度有限，因而永磁式发电机不能提供强大的电力，缺乏实用性。
1845年，英国物理学家惠斯通通过外加电源给线圈励磁，用电磁铁取代永久磁铁，取得了极大成功。随后又改进了电枢绕组，从而制成了第一台电磁铁发电机。
英国物理学家惠斯通
1866年德国科学家西门子制成第一台使用电磁铁的自激式发电机。自激是指直流发电机利用本身感应的电功率的一部分去激发场磁铁，从而形成电磁铁。西门子发电机的成功标志着建造大容量电机，从而获得强大电力，在技术上取得了突破。因此，西门子发电机在电学发展史上具有划时代的意义。
西门子的自激式发电机
1870年比利时人格拉姆依靠瓦利所提出的原理，并采用了1865年意大利人帕大诺蒂发明的齿状电枢结构，创造了环形无槽闭合电枢绕组，制成了环形电枢自激直流发电机。
1873年，德国电气工程师赫夫纳·阿尔特涅克对直流电机的电枢又作了改进，研制成功鼓状电枢自激直流发电机。他吸取了格拉姆和帕契诺蒂电机转子的优点，简化了制造方法，因而大大提高了发电机的效率，降低了发电机的生产成本，使发电机进入到实用阶段。
1880年，美国发明家爱迪生制造出了名为“巨象”的大型直流发电机，并于1881年在巴黎博览会上展出。
直流电之父爱迪生
与此同时，电动机的研制工作也在进行之中。发电机和电动机是同一种机器的两种不同的功能，用其作为电流输出装置就是发电机，用其作为动力供给装置就是电动机。
电机的这一可逆原理是在1873年偶然获得证明的。这一年在维也纳的工业展览会上，一位工人操作失误，把连根电线错接到一台正在运行的格拉姆发电机上，结果发现这台发电机的转子改变了方向，迅即向相反的方向转动，变成了一台电动机。从此以后，人们认识到直流电机既可作发电机运行，也可作电动机运行的可逆现象，这个意外的发现，对电机的设计制造产生了深刻的影响。
随着发电、供电技术的发展，电机的设计和制造也日趋完善。到19世纪90年代，直流电机已具有了现代直流电机的一切主要结构特点。尽管直流电机已被广泛使用，并在应用中产生了可观的经济效益，但其自身的缺点却制约了它的进一步发展。这就是它不能解决远距离输电，也不能解决电压高低的变换问题，于是交流电机获得了迅速发展。
在此期间两相电动机和三相电动机相继问世。1885年意大利物理学家加利莱奥费拉里斯提出了旋转磁场原理，并研制出厂二相异步电动机模型，1886年移居美国的尼古拉·特斯拉也独立地研制出二相异步电动机。俄国籍电气工程师多利沃多勃罗沃利斯基在1888年制成一台三相交流单鼠笼异步电动机。交流电机的研制和发展，特别是三相交流电机的研制成功为远距离输电创造了条件，同时把电工技术提高到一个新的阶段。
交流电之父特斯拉
1880年前后，英国的费朗蒂改进了交流发电机，并提出交流高压输电的概念。1882年，英国的高登制造出了大型二相交流发电机。1882年法国人高兰德和英国人约翰·吉布斯获得了“照明和动力用电分配办法”的专利，并研制成功了第一台具有实用价值的变压器，它是交流输配电系统中最关键的设备。后来威斯汀豪斯对吉布斯变压器的结构进行了改进，使之成为一台具有现代性能的变压器。1891年布洛在瑞士制造出高压油浸变压器，后又研制出巨型高压变压器。由于变压器的不断改进使远距离高压交流输电取得了长足的进步。
经过100多年的发展，电机本身的理论已经相当成熟。但是，随着电工科学、计算机科学与控制技术的发展，电机的发展又进入了新的阶段。其中，交流调速电动机的发展最为令人瞩目，只是由于要用电路元件和旋转变流机组来实现，而控制性能又比不上直流调速，所以长期得不到推广应用。
1970年代以后，有了电力电子变流装置以后，逐步解决了调速装置要减少设备、缩小体积、降低成本、提高效率、消除噪声等问题，才使交流调速获得了飞跃的发展。发明矢量控制之后，又提高了交流调速系统的静、动态性能。采用微机控制以后，用软件实现矢量控制算法，使硬件电路规范化，从而降低了成本，提高了可靠性，而且还有可能进一步实现更加复杂的控制技术。电力电子和微机控制技术的迅速进步是推动交流调速系统不断更新的动力。
近几年，随着稀土永磁材料的高速发展和电力电子技术的发展，使永磁电机有了长足进展。采用钕铁硼永磁材料的电动机、发电机已经得到广泛应用，大至舰船推进，小到人工心脏血泵等。超导电机则已经用于发电和高速磁悬浮列车与船舶的推进等。
随着科学技术的进步、原材料性能的提高和制造工艺的改进，电机正以数以万计的品种规格、大小悬殊的功率等级(从百万分之几瓦到1000MW以上)、极为宽广的转速范围(从数天一转到每分钟几十万转)、非常灵活的环境适应性(如平地、高原、空中、水下、油中，寒带、温带、湿热带、干热带，室内、室外，车上、船上，各种不同媒质中等),满足着国民经济各部门和人类生活的需要。
3. 三相异步电动机模型下载
变频器就是针对三相异步鼠笼式电动机为模型进行设计的，因此，普通的三相异步电动机使用变频器进行调速是完全OK的，除了能给异步电动机调速之外，变频器还内置了过流、过压、欠压、过载、过热等众多的保护功能，保证电机的安全、稳定、可靠运行。
4. 三相异步电动机模型预测转矩控制国外现状最新的
电磁转矩是电动机旋转磁场各极磁通与转子电流相互作用而在转子上形成的旋转力矩。是电动机将电能转换成机械能最重要的物理量之一 [1] ，至今仍是阻尼分析与控制的理论基础 [2] 。
当电枢绕组中有电枢电流流过时，通电的电枢绕组在磁场中将受到电磁力，该力与电机电枢铁心半径之积称为电磁转矩。
由感应电动机工作原理知，感应电动机的电磁转矩可以由电磁功率除以电机的同步机械角速度求得，而电磁功率对应于转子电流在等效电路中转子等效电阻Rr′/s上所产生的功率。
对于两相感应伺服电动机，由于经常工作在不对称运行状态，电机中既有正序磁动势产生的正向旋转磁场，又有负序磁动势产生的反向旋转磁场，正向旋转磁场将使电机工作在电动机状态，产生正向电磁转矩T1，而反向旋转磁场则使电机工作在电磁制动状态，产生反向电磁转矩T2，伺服电动机的电磁转矩应为T1-T2。而T1和T2可分别由正序旋转磁场和负序旋转磁场产生的电磁功率求得。
5. 三相异步电动机模型图
输入功率=PN÷ηN=10÷0.85=11.76KW。额定负载功率因数cosφ=PN÷√3÷UN÷IN÷ηN=10÷√3÷0.38÷21.5÷0.85=0.83磁极对数P≈60f÷NN=60×50÷1450=2磁极数=2P=2×2=4同步转速N=60f÷P=60×50÷2=1500转转差率SN=(N-NN)÷N=0.033额的转矩TN=9550×PN÷NN=9550×10÷1450=65.86Nm
6. 三相异步电动机模型仿真
是380v
变频器完全可以将220V的家用电变为380V工业电，用于驱动三相异步电动机。输出的是可调频率和电压的模拟正弦波三相交流电，不是标准的正弦波，通常只能用在控制三相异步电动机，可以通过改变变频器的输出频率来调整电机的转速，不能接在单相负载上使用。
变频器主电路普遍采用交－直－交的工作模式，就是将交流电变成直流电，然后通过变频器内部大功率开关管，按一定的程序导通或截止逆变成模拟3相正弦波交流电输出的过程。根据种类，型号的不同分为3相和单相交流电输入，通常是为工业控制而设计，大都采用工业三相交流电作为输入电源，设计容量也较大。
扩展资料：注意事项：1、如果变频器经常低速运行15HZ以下，则电机要另加散热风扇。2、灰尘与潮湿是变频器的最致命杀手。最好能将变频器安装在空调房里，或装在有虑尘网的电柜里，要定时清扫电路板及散热器上的灰尘；停机一段时间的变频器在通电前最好用电吹风吹一下电路板。
7. 三相异步电动机模型制作
可以。 变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流－直流－交流变频器和交流－交流变频器两大类，目前国内大都使用交－直－交变频器。该方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。 普通的三相异步电动机使用变频器调速的特点：
1、效率高，调速过程中没有附加损耗。
2、应用范围广，可用于笼型异步电动机。
3、调速范围大，特性硬，精度高。
4、技术复杂，造价高，维护检修困难。
8. 三相异步电动机物理模型
一个IO操作其实分成了两个步骤：发起IO请求和实际的IO操作。阻塞IO和非阻塞IO的区别在于第一步，发起IO请求是否会被阻塞，如果阻塞直到完成那么就是传统的阻塞IO，如果不阻塞，那么就是非阻塞IO。 同步IO和异步IO的区别就在于第二个步骤是否阻塞：如果实际的IO读写阻塞请求进程，那么就是同步IO，因此阻塞IO、非阻塞IO、IO复用、信号驱动IO都是同步IO；如果不阻塞，而是操作系统帮你做完IO操作再将结果返回给你，那么就是异步IO。
同步阻塞I/O：
当进程调用某些设计I/O操作的系统调用或库函数时，比如accept()、send()、recv()等，进程便暂停下来，等待I/O操作完成后再继续运行。
同步非阻塞I/O：（
轮询）不会等待数据就绪，而是结合反复轮询来尝试数据是否就绪。
与同步阻塞I/O相比，同步非阻塞I/O好处是在一个进程中可以同时处理多个I/O操作，而不是阻塞在一个I/O操作上
多路I/O就绪通知：
（I/O复用）允许进程通过一种方法来同时监听所有文件描述符，并可以快速获得所有就绪的文件描述符，然后只针对这些文件描述符进行数据访问。我们常用的select、poll、epoll等函数使用了I/O复用模型。
与同步非阻塞I/O相比，I/O复用模型的优势在于可以同时等待多个（而不只是一个）套接字描述符就绪
信号驱动式I/O：
需要开启套接字的信号驱动I/O功能，并通过sigaction系统调用安装一个信号处理函数。sigaction函数立即返回，我们的进程继续工作，即进程没有被阻塞。当数据报准备好时，内核会为该进程产生一个SIGIO信号，这样我们可以在信号处理函数中调用recvfrom读取数据报，也可以在主循环中读取数据报。无论如何处理SIGIO信号，这种模型的优势在于等待数据报到达期间不被阻塞。
异步I/O(AIO)：
启动某个操作，并让内核在整个操作（包括等待数据和将数据从内核复制到用户空间）完成后通知应用进程。
与信号驱动式I/O的区别在于：信号驱动式I/O在数据报准备好时就通知应用进程，应用进程还需要将数据报从内核复制到用户进程缓冲区；而异步I/O模型则是整个操作完成才通知应用进程，应用进程在整个操作期间都不会被阻塞。
更多讨论见：
怎样理解阻塞非阻塞与同步异步的区别？