矢量控制的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 程式中 uA 、 uB 、 uC 、 ua 、ub 、uc 定子、轉(zhuǎn)子的各相電壓瞬時(shí)值； iA、 iB 、 iC 、ia 、ib 、 ic 定子、轉(zhuǎn)子的各相電流瞬時(shí)值； ψA、 ψB、 ψC、 ψa、 ψb、 ψc 各相繞組的全磁鏈； Rs 、 Rr 定子和轉(zhuǎn)子繞組電阻； p微分算子。這樣。⑶忽略鐵心損耗。 異步電機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型異步電機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型是一高階、非線性、強(qiáng)耦合的多變量系統(tǒng)。使用scopes或其他顯示模塊就可在模擬運(yùn)行時(shí)看到模擬結(jié)果。可以在高層上統(tǒng)觀系統(tǒng)，然后雙擊模塊來(lái)觀看下一層的模型細(xì)節(jié)。相對(duì)于以前的仿真需要用語(yǔ)言和程序來(lái)表明不同的方程式而言有了極大的進(jìn)步。 Simulink 概述Simulink是用于仿真建模及分析動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的一組程序包，它支持線形和非線性系統(tǒng)，能在連續(xù)時(shí)間、離散時(shí)間或兩者的復(fù)合情況下建模。同時(shí)它也提供低級(jí)命令便于用戶完全定制圖形界面并在你的MATLAB軟件中建立完整的用戶圖形界面。它包含有在你的工作空間進(jìn)行管理變量及輸入和采集數(shù)據(jù)的設(shè)備。其包含的SIMULINK是用于在MATLAB下建立系統(tǒng)框圖和仿真環(huán)境的組件，其包含有大量的模塊集，可以很方便的調(diào)取各種模塊來(lái)搭建所構(gòu)想的試驗(yàn)平臺(tái)，同時(shí)SIMULINK還提供時(shí)域和頻域分析工具，能夠直接繪制系統(tǒng)的Bode圖和Nyquist圖。經(jīng)過(guò)幾十年的完善和擴(kuò)充，它已發(fā)展成線形代數(shù)課程的標(biāo)準(zhǔn)工具。MATLAB的一系列的特殊應(yīng)用解決方案稱為工具箱（toolboxes）。它最初被開發(fā)出來(lái)是為了方便訪問(wèn)由LINPACK和EISPAK開發(fā)的矩陣軟件，其代表著藝術(shù)級(jí)的矩陣計(jì)算軟件。MATLAB是一種應(yīng)用于計(jì)算技術(shù)的高性能語(yǔ)言。70年代初開始應(yīng)用數(shù)字計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真。交流調(diào)速系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功率大、堅(jiān)固耐用、慣量小、矢量控制等高性能控制動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、效率高、性價(jià)比高、高精度等特點(diǎn)，是目前運(yùn)用最廣泛且最有發(fā)展前途的調(diào)速方式，在傳動(dòng)系統(tǒng)領(lǐng)域占據(jù)了主導(dǎo)地位，在工業(yè)應(yīng)用中遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用，并有逐漸取代直流調(diào)速的趨勢(shì)。應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)對(duì)電機(jī)進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造，可以有效地節(jié)電量，取得很好的經(jīng)濟(jì)效益。它又有基于轉(zhuǎn)差頻率控制的、無(wú)速度傳感器和有速度傳感器等多種矢量控制方式。但是異步電機(jī)，特別使鼠籠式異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)菬o(wú)法直接測(cè)量的，只有實(shí)測(cè)電機(jī)氣隙磁鏈后再經(jīng)過(guò)計(jì)算才能求得，而且氣隙磁場(chǎng)本身也常由于齒諧波磁場(chǎng)的影響而難以準(zhǔn)確測(cè)量，這就影響了以轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制技術(shù)的可靠性。異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型是一個(gè)高階、非線性、強(qiáng)耦合的多變量系統(tǒng)，對(duì)其最有效的控制首推70年代提出的矢量控制技術(shù)。對(duì)此人們又提出了轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)，該方法根據(jù)異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩的近似公式:，在轉(zhuǎn)差s很小的范圍內(nèi)，只要能夠保持氣隙磁通Фm不變，異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩就近似與轉(zhuǎn)差頻率ωs成正比，控制ωs就達(dá)到間接控制轉(zhuǎn)矩的目的。交流變頻調(diào)速系統(tǒng)在調(diào)速時(shí)和直流電機(jī)變壓調(diào)速系統(tǒng)相似，機(jī)械特性基本上平行上下移動(dòng)，而轉(zhuǎn)差功率不變。但是交流電機(jī)調(diào)速比較困難，早期的應(yīng)用主要是調(diào)壓調(diào)速，電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速，繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，30年代提出了繞線式異步電機(jī)串級(jí)調(diào)速的方法，這些方法都是在電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速恒定的情況下調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差率，效率都很低。因此，研究由矢量控制構(gòu)成的交流調(diào)速系統(tǒng)已成為當(dāng)今交流變頻調(diào)速系統(tǒng)中研究的主要發(fā)展方向。以矢量控制為代表的交流調(diào)速技術(shù)通過(guò)坐標(biāo)變換重建電機(jī)模型，從而可以像直流電機(jī)那樣對(duì)轉(zhuǎn)矩和磁通進(jìn)行控制，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已經(jīng)可以和直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美。關(guān)鍵詞：坐標(biāo)變換 矢量控制 異步電動(dòng)機(jī) MATLAB simulink仿真ABSTRACTIn recent years, with the development of the power semiconductor device，the microelectronics ponent, the microputer and largescale integrated circuit and modern control theory, especially the penetration from vector control technology to electric drive field and application, the feasible AC motor speed regulation technology has bee more mature day by day.Depend on the control principle of the MC and the rotorflux orientation theory, and using the puter simulation technology, the simulation model of the MC and the matrix converter fed induction motor vector control drive system has been build. The inputoutput characteristic and the ability of fourquadrant operation have been testified, which has proved that the system has wide application field. The software of the vector control unit was designed at the design is the study of vector control of the induction motor speed control system,using MATLAB software in its simulink simulation.Key words: matrix converter vector control induction motor MATLAB simulink simulation.目 錄1摘 要 IABSTRACT II 4 4 交流調(diào)速技術(shù)概況 5 6 MATLAB 概述 6 Simulink 概述 7 8 異步電機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型 8 坐標(biāo)變換 10 10 10 11 問(wèn)題分析 11 11 11 矢量控制原理 12三. 總體模塊設(shè)計(jì) 14 14 15 15 求解轉(zhuǎn)子磁鏈角模塊 16 ids*求解模塊 16 iqs*求解模塊 17 ABC到DQ坐標(biāo)變換模塊 17 DQ到ABC坐標(biāo)變換模塊 18 電機(jī)參數(shù)設(shè)置 18 20 20四. Simulink 仿真 22五. 結(jié)論 27致謝 28參考文獻(xiàn) 29附錄1 3s/2r 坐標(biāo)變換 30
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