【正文】 I 太原理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 ： 異步電動機(jī)轉(zhuǎn)差頻率間接矢量控制 matlab 仿真 一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基本要求： 1．掌握 異步電動機(jī)工作的基本原理 及相關(guān)數(shù)學(xué)模型。 2．能用轉(zhuǎn)差頻率的控制方法實(shí)現(xiàn)異步電動機(jī)的交流調(diào)速 。 3．能用 matlab 軟件對所研究的 調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行仿真。 4．獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容： 。 。 。 三、學(xué)生應(yīng)交出 設(shè)計(jì)文件（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)論文一本 四、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原始數(shù)據(jù)及資料： 電機(jī)額定有功 2238nP? W，額定電壓 nU =220V，額定頻率 nf =50HZ,定子電阻sR =? ，定子漏感 1sL =,轉(zhuǎn)子電阻 rR? =? ，轉(zhuǎn)子漏感 1rL? =，電機(jī)定轉(zhuǎn)子互感 mL =，電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量 J = m? ,摩擦系數(shù) 0. 05 NF m s? ? ?,電機(jī)極對數(shù) 2p? 。 II 五、主要參考文獻(xiàn)（資料） ： [1]陳伯時．電力拖動自動控制系統(tǒng) [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021． [2]王兆安，黃俊．電力電子技術(shù) [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021． [3]湯蘊(yùn)璆，史乃 .電機(jī)學(xué) [M]．北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. [4]洪乃剛．電力電子和電力拖動控制系統(tǒng)的 MATLAB 仿真 [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出社，2021. [5]周淵深．交直流調(diào)速系統(tǒng)與 MATLAB 仿真 [M]．北京：中國電力出版社， 2021． [6]劉軍華．轉(zhuǎn)差率控制的異步電動機(jī)調(diào)速 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J]．電氣傳動． 2021,38 (5)． [7]彭偉發(fā) ． VVVF交流調(diào)速系統(tǒng)的仿真與 DSP實(shí)現(xiàn) [J]. 棗莊學(xué)院學(xué)報(bào) . 2021, 26(2). 專業(yè)班級 電氣 0707 學(xué)生 設(shè)計(jì)（論文）工作起止日期 20211 年 3 月～ 20211 年 6 月 指導(dǎo)教師簽字 日期 專業(yè)（系）主任簽字 日期 III I 異步電動機(jī)轉(zhuǎn)差頻率間接矢量控制 matlab仿真 摘要 本文基于 MATLAB 對異步電動機(jī)轉(zhuǎn)差頻率控制調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究。首先分析了異步電動機(jī)轉(zhuǎn)差頻率控制 技術(shù)的主要控制方法、基本組成與工作原理。 之后對異步電機(jī)的動態(tài)模型做了分析，進(jìn)一步介紹 了異步電機(jī)的 坐標(biāo)變換 ， 對異步電機(jī)轉(zhuǎn)差頻 率矢量控制系統(tǒng)的基本原理進(jìn)行了闡述，通過仿真工作，證明了其可行性。最后，通過對仿真結(jié)果進(jìn)行分析，歸納出如下結(jié)論：單純的轉(zhuǎn)差頻率控制帶載能力差，應(yīng)用轉(zhuǎn)差頻率矢量控制可增強(qiáng)電機(jī)對轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)能力且無需電壓補(bǔ)償。 關(guān)鍵詞 ：轉(zhuǎn)差頻率，矢量控制，異步電動機(jī) II Induction Motor Slip Frequency Indirect Vector Control Matlab Simulation Abstract This paper focuses on the matlab simulation of the asynchronous motor speed regulation system. Firstly , this paper analyzes the main control method , basic position and working principle of the induction motor slip frequency control technology. Secondly , this paper analysis the dynamic model of asynchronous motor and further introduces the coordinate transfer and the basic principle of motor slip frequency vector control system. At the same time , the simulation work to prove its feasibility. Finally , according to analysis of the simulation results , the conclusions are as follows simply slip frequency control is always with poor load capacity , on the contrary the vector control applications can enhance the ability to regulate the motor of the torque and without voltage pensation. Key words : slip frequency , vector control , induction motor III 目錄 摘要 ..................................................................... I Abstract.................................................................. II 1 緒論 .................................................................... 1 現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展 .............................................. 1 異步電動機(jī)交流調(diào)速系統(tǒng)的類型 .................................... 2 交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展趨勢和動向 .................................... 2 本文主要研究內(nèi)容 .................................................... 2 轉(zhuǎn)差頻率控制的基本概念 .......................................... 2 基于異步電動機(jī)穩(wěn)態(tài)模型控制的轉(zhuǎn)差頻率控制規(guī)律 .................... 4 基于異步電動機(jī)動態(tài)態(tài)模型控制的轉(zhuǎn)差頻率矢量控制規(guī)律 .............. 5 2 異步電動機(jī)轉(zhuǎn)差頻率間接矢量控制交流調(diào)速系統(tǒng) .............................. 7 異步電機(jī)的特點(diǎn) ...................................................... 7 三相異步電動機(jī)的多變量非線性數(shù)學(xué)模型 ................................ 7 電壓方程 ........................................................ 8 磁鏈方程 ........................................................ 9 轉(zhuǎn)矩方程 ....................................................... 11 電力拖動系統(tǒng)運(yùn)動方程 ........................................... 11 矢量控制技術(shù)思想 ................................................... 12 坐標(biāo)變換 ....................................................... 13 1． 坐標(biāo)變換的基本思想和原則 .......................................... 13 2．三相 兩相變換（ 3s/2s 變換） ........................................ 15 交流異步電機(jī)在兩相任意旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系 上的數(shù)學(xué)模型 ..................... 18 異步電機(jī)在兩相靜止坐標(biāo)系（ ?? 坐標(biāo)系）上的數(shù)學(xué)模型 .............. 20 異步電機(jī)在兩相同步旋轉(zhuǎn)系上的數(shù)學(xué)模型 ........................... 21 三相異步電動機(jī)在兩相坐標(biāo)系上的狀態(tài)方程 ......................... 21 基于轉(zhuǎn)差頻率矢量控制調(diào)速系統(tǒng)的組成 ................................. 22 基于轉(zhuǎn)差頻率間接矢量控制調(diào)速系統(tǒng)的工作原理 ..................... 22 異步電動機(jī)轉(zhuǎn)差頻率間接矢量控制公式推導(dǎo) ......................... 24 3 主電路與控制電路 ....................................................... 25 SPWM 逆變電路 .................................................... 25 控制電路的設(shè)計(jì) ..................................................... 26 轉(zhuǎn)速 PI 調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) ............................................. 26 函數(shù)運(yùn)算模塊的設(shè)計(jì) ............................................. 28 4 轉(zhuǎn)差頻率間接矢量控制的 matlab 仿真 ...................................... 30 仿真模型的搭建及參數(shù)設(shè)置 ........................................... 30 主電路模型 ..................................................... 30 IV 控制電路的模型搭建 ............................................. 31 仿真結(jié)果與分析 ..................................................... 33 仿真波形圖 ..................................................... 33 仿真結(jié)果分析 ................................................... 35 本章總結(jié) ........................................................... 35 參考文獻(xiàn) ................................................................ 36 致 謝 ................................................................... 37 1 1 緒論 現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展 在工業(yè)化的進(jìn)程中 ,電動機(jī)作為將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的主要設(shè)備。實(shí)際應(yīng)用中要求電機(jī)一方面要具有較高的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換效率 。另一方面能夠根據(jù)生產(chǎn)工藝要求控制和調(diào)節(jié)電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。電動機(jī)的調(diào)速性能如何對 節(jié)省能量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率 有著直接的決定性影響。因此 ,調(diào)速技術(shù)一直是研究的熱點(diǎn)。 長期以來 ,直流電動機(jī)由于調(diào)速性能優(yōu)越而掩蓋了結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點(diǎn)廣泛的應(yīng)用于工程過程中。直流電動機(jī)在額定轉(zhuǎn)速以下運(yùn)行時 ,保持勵磁電流恒定 ,可用改變 電樞電壓的方法實(shí)現(xiàn)恒定轉(zhuǎn)矩調(diào)速 。在額定轉(zhuǎn)速以上運(yùn)行時 ,保持電樞電壓恒定 ,可用改變勵磁的方法實(shí)現(xiàn)恒功率調(diào)速。 同時 采用轉(zhuǎn)速、 電流 轉(zhuǎn)速 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可獲得優(yōu)良的靜 ， 動態(tài)調(diào)速特性。因此 ,20 世紀(jì) 80 年代以前 ,在變速傳動領(lǐng)域中 ,直流調(diào)速一直占據(jù)主導(dǎo)地位。 交流電動機(jī)自 1885 年出現(xiàn)后，由于沒有理想的調(diào)速方案，因而長期用于恒速拖動領(lǐng)域， 近些年來 ,科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展為交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展 創(chuàng)造了極為有利的技術(shù)條件和物質(zhì)基礎(chǔ)。 。迄今為止 ,電力電子器件的發(fā)展經(jīng)歷了分立換流關(guān)斷器件（ 晶閘管元件），自關(guān)斷器件（ GTR、