【正文】 I 摘 要 目前國際形勢紛亂復雜、能源危機日益突出，能源瓶頸已經(jīng)逐漸成為了制約國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的主要因素之一，迫切需要提高工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的能源利用率。 而隨著電力電子技術、計算機技術、自動控制技術的迅速發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術得到了迅速發(fā)展，其顯著的節(jié)能效益，高精確的調(diào)速精度，寬泛的調(diào)速范圍，完善的保護功能，以及易于實現(xiàn)的自動通信功能，得到了廣大用戶的認可。在運行的安全可靠、安裝使用、維修維護等方面，也給使用者帶來了極大的便利。因此，研究交 — 直 — 交變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本工作原理和作用特性意義十分重大。 本 文 根據(jù) 變頻器的基本工作原理和工作特性 ，設計了一 種 電壓源型 交 直 交 變頻器。主要內(nèi)容如下 : （ 1） 設計變頻器的工作原理系統(tǒng)框圖，選擇用到的元件并確定其參數(shù) （ 2） 通過 MATLAB/SIMULINK 搭建 交 — 直 — 交變頻調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型 （ 3） 進行仿真，得到仿真波形 仿真結果表明所設計系統(tǒng)的控制效果是 比較 理想的， 仿真 實驗證明該系統(tǒng)運行 良好 ，設計切實可行。 關鍵詞 ：變頻器 ； 異步電機； MATLAB仿真 ； 交流調(diào)速 II The simulation and research of the frequency converter based on MATLAB Abstract As the current international situation is plex and confusing, energy crisis is being more and more serious, the energy bottleneck has gradually bee the one of the main factors restricting the national economy sustainable development, there is a urgent need to enhance the utilization rate of the energy in the production of industry and agriculture. Along with the rapid development of power electronic technology, puter technology, automatic control technology, AC variable frequency speed control technology has been rapidly developed, its significant energy efficiency, high precise speed control precision, wide speed range, perfect protection function, and easy to achieve munication function has been recognized by the vast numbers of users. It also bring great convenience to the users in the safe and reliable installation, using, maintenance and repair operation. According to the basic principle and characteristics of the converter, this paper designed a voltage source type ACDCAC converter. The main contents are as follows: (1) Design the working principle diagram of the converter system, choose the elements which need and determine the parameters. (2) Use the MATLAB/SIMULINK to build an ACDCAC speed control system. (3) Running the simulation and get the simulation waveform. The simulation results show that the system control effect is ideal, the simulation experiments prove that the system operates well , the design is viable. Key words: Frequency converter。 Asynchronous machine。 MATLAB simulation。 AC variable speed III 目 錄 1引言 ................................................................ 1 交流變頻調(diào)速技術的發(fā)展與研究現(xiàn)狀 .............................. 1 變頻器的概況 .................................................. 2 變頻器的發(fā)展過程和現(xiàn)狀 ........................................ 3 變頻器的發(fā)展過程 ......................................... 3 變頻器的現(xiàn)狀 ............................................. 4 現(xiàn)代通用變頻器的基本結構 ................................. 5 變頻器的應用 .................................................. 5 節(jié)能調(diào)速 ................................................. 6 特大容量和極高轉速的交流調(diào)速 ............................. 6 交流調(diào)速裝置應用時注意事項 ............................... 6 通用變頻器的術語和技術參數(shù) .................................... 7 通用變頻器的術語 ......................................... 7 通用變頻器的技術參數(shù) ..................................... 7 本文所做的工作 ................................................ 7 本章小結 ...................................................... 8 2 異步電動機 .......................................................... 9 異步電機的基本工作原理 ........................................ 9 異步電機的靜態(tài)數(shù)學模型 ....................................... 11 三相異步電動機的調(diào)速方法 ..................................... 13 交流調(diào)速的基本類型 ...................................... 13 恒壓頻比變頻調(diào)速系統(tǒng)控制原理及其機械特性 ................ 15 恒壓頻比控制的基本電路 .................................. 20 本章小結 ..................................................... 21 3 變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)中的脈寬調(diào)制（ PWM）技術 ............................ 22 PWM 技術的發(fā)展 ................................................ 22 PWM 控制技術的分類 ............................................ 23 PWM 控制性能指標 .............................................. 23 本章小結 ..................................................... 25 4 變頻器的設計 ....................................................... 26 三相電壓型交 直 交變頻器的基本構成及工作原理 ................. 26 三相電壓型交 直 交變頻器的基本構成 ...................... 26 三相電壓型交 直 交變頻器的工作原理 ...................... 28 整流器的工作原理及參數(shù)計算 ................................... 29 整流器的工作原理 ........................................ 29 整流元件的選擇 .......................................... 31 IV 電抗器參數(shù)計算 .......................................... 31 逆變器的工作原理 ............................................. 32 驅動保護電路的設計 ........................................... 34 過電壓保護 .............................................. 34 過電流保護 .............................................. 35 本章小結 ..................................................... 36 5 基于 MATLAB 的仿真研究 .............................................. 37 MATLAB/SIMULINK 簡介 .......................................... 37 變頻器各主要模塊仿真分析 ..................................... 38 整流器的仿真 ............................................ 38 逆變器的仿真 ............................................ 41 PI 控制電路的仿真 ....................................... 42 PWM 波的產(chǎn)生設計與仿真 .................................. 43 交 直 交變頻系統(tǒng)綜合仿真分析 ................................. 44 本章小結 ..................................................... 50 6 結論與展望 ......................................................... 51 結論 ......................................................... 51 展望 ......................................................... 51 致 謝 ............................................................... 53 參考文獻 ............................................................. 54 1 1 引言 交流變頻調(diào)速技術的發(fā)展與研究現(xiàn)狀 隨著電機制造技術的不斷發(fā)張 ，電動機作為主要的動力設備而 越來越 廣泛的應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防、科技及社會生活等各個方面。 從全球范圍看，電動機的用電量平均占世界各國社會總用電量的一半以上，占工業(yè)用電量的 70%左右。因此，提高電機系統(tǒng)的效率，對國民經(jīng)濟的發(fā)展意義十分重大。 根據(jù)采用的電流制式不同，電動機分為直流電動機和交流電動機兩大類，其中交流電動機 應用極為廣泛 ，工業(yè)生產(chǎn) 所消耗的 的電 能大多 是通過交流電動機 轉化的 。交流電動機的誕生和