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图5-1 同步电机工作原理示意图
5.2 三相同步电动机起动仿真
实例：用Simulink建立三相凸极同步电动机(二极)异步起动仿真模型，观察整个起动过程，示波器显示同步电动机异步起动过程的A相电枢电流、电磁功率、转速和功率角的变化曲线。
建模：异步起动的实质是依靠同步电动机转子上的阻尼绕组进行起动，因此在异步起动之初不能给励磁绕组施加励磁电流，只有当起动过程中转速约达亚同步转速即95%n1=1425r/min时，再施加励磁电流，牵入同步。模型中主要有同步电动机、三相交流电源、电动机测量信号模块、示波器、励磁电流施加控制等模块。
仿真模型如图5-2所示：
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图5-2 同步电机起动仿真模型
仿真结果如图5-3所示：
图5-3 同步电机起动仿真结果
结果分析：由仿真结果可见，同步电机带负载起动约0.4S，A相电枢电流、电磁功率与功率角在启动过程中都有较大波动。
5.3 三相同步电动机能耗制动仿真
实例：用Simulink建立三相凸极同步电动机(二极)能耗制动仿真模型，观察整个制动过程，示波器显示同步电动机能耗制动过程的A相电枢电流、电磁功率、转速和功率角的变化曲线
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建模：该仿真模型能够在同步电动机异步起动仿真模型基础上增加了能耗制动部分，采用两个三相断路器，其中一个三相断路器用于异步起动时接通三相交流电压源，另一个三相断路器用于同步电动机从正常运行进入能耗制动的控制，因此，为了能在能耗制动瞬间，正常运行的交流断路器切断的同时闭合能耗制动三相断路器，模型中采用了一个阶跃信号源模块实现能耗制动控制，制动时刻设置在10S。模型中转子所带负载的容量是变动的，起动时负载容量为10 kW,2S时刻变为20kW，5S时刻突变为0。
仿真模型如图5-4所示：
图5-4 同步电机能耗制动仿真模型
仿真结果如图5-5所示：
图5-5 同步电机能耗制动仿真结果
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结果分析：同步电机能耗制动过程与异步电机相似，将电阻接入转子同时切除电源，将电机剩余的机械能转化为电能消耗在电阻中以达到制动目的。
5.4 三相同步电动机变频调速仿真
实例：用Simulink建立三相凸极同步电动机(二极)变频调速仿真模型，观察整个调速过程，示波器显示同步电动机变频调速过程的A相电枢电流、电磁功率、转速和功率角的变化曲线
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解：为了获得可控频率电压源实现变频调速，构建了由三个外部谐波源信号控制的三个正弦信号源，以控制电压源的频率。在30S时刻给一个初始值为1、斜率为0.001的斜坡信号，限幅参数设置为1.01。仿真模型如图5-6所示，仿真结果如图5-7所示。
图5-6 同步电机变频调速仿真模型
图5-7 同步电机变频调速仿真结果
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