【正文】 )的信號為速度信號，送入運算回路，根據(jù)指令和運算可使電動機按指令速度運轉(zhuǎn)。 （ 1）運算電路：將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進行比較運算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。 它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的 “ 整流器 ” ，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動的 “ 平波回路 ” ，以及將直流功率變換為交流功率的 “ 逆變器 ” 。 變頻器是利用 電力 半導體器件的通斷作用將 工頻 電源變換為另一 頻率 的電能控制裝置，能實現(xiàn)對交流異步電機的軟起動、 變頻調(diào)速 、提高運轉(zhuǎn) 精度 、改變功率因數(shù)、過流 /過壓 /過載保護等 功能 。根據(jù)模塊化建模的思想，將控制系統(tǒng)分割為各個功能獨立的子模塊，其中主要包括： 交流異步電機本體模塊、矢量控制模塊、帕克變換模塊、坐標變換模塊、電流滯環(huán)控制模塊、速度控制模塊、轉(zhuǎn)矩計算模塊和電壓逆變模塊 。從分析研究的角度講，我們使用這種 SIMULINK 模型不僅能讓用戶知道具體環(huán)節(jié)的動態(tài)細節(jié)而且能讓用戶清晰地了解各種器件，系統(tǒng)。電力系統(tǒng)仿真軟件主要用來進行潮流計算、電磁暫態(tài)仿真、機電暫態(tài)仿真等。 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于 Matlab 的矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)分析 19 4 使用 MATLAB建立模塊 MATLAB 眾所周知，電力系統(tǒng)是一個大規(guī)模、時變的復雜系統(tǒng)，而且在國民經(jīng)濟中有非常重要的作用，電力系統(tǒng)數(shù)字仿真已成為電力系統(tǒng)研究、規(guī)劃和設(shè)計的重要工具。逆變器采用電壓型 ,整流側(cè)輸出為理想直流電壓 ,故圖中用直流電壓源表示 ,逆變器輸出的三相電流給異步電動機供電。 分別如下 : sdsqrdrquuuu???????????????11111s s s m ms s s m mm m r r s rs m m s r r rR L p L L p LL R L p L L pL p L R L p LL L p L R L p????????? ? ??? ? ?? sdsqrdrqiiii??????????????。 矢量控制方法的提出具有劃時代的意義。 選擇矢量控制策略的原因 矢量控制變頻調(diào)速的做法是將異步電動機在三相坐標系下的定子電流 ai ,bi ,ci 、 通過三相－二相變換 ， 等效成兩相靜止坐標系下的交流電流 Ia1Ib1，再通過按 轉(zhuǎn)子磁場定向旋轉(zhuǎn)變換 ，等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的直流電流 Im It1（ Im1 相當于直流電動機的 勵磁電流 ； It1相當于與轉(zhuǎn)矩成正比的 電樞電流 ），然后模仿直流電動機的控制方法，求得直流電動機的控制量，經(jīng)過相應的坐標反變換，實現(xiàn)對異步電動機的控制。電磁調(diào)速電動機的調(diào)速特點： 1)裝置結(jié)構(gòu)及控制線路簡單、運行可靠、維修方便； 2)調(diào)速平滑、無級調(diào)速； 3)對電網(wǎng)無諧影響； 4)速度失大、效率低 ； 5)本方法適用于中、小功率，要求平滑動、短時低速運行的生產(chǎn)機械。電樞和后者沒有機械聯(lián)上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于 Matlab 的矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)分析 15 系，都能自由轉(zhuǎn)動。調(diào)壓調(diào)速的特點： 1)調(diào)壓調(diào)速線路簡單，易實現(xiàn)自動控制； 2)調(diào)壓過程中轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱形式消耗在轉(zhuǎn)子電阻中，效率較低 ； 3)調(diào)壓調(diào)速一般適用于 100KW 以下的生產(chǎn)機械。為了擴大調(diào)速范圍，調(diào)壓調(diào)速應采用轉(zhuǎn)子電阻值大的籠型電動機，如專供調(diào)壓調(diào)速用的力矩電動機，或者在繞線式電動機上串聯(lián)頻敏電阻。此方法設(shè)備簡單，控制方便，但轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱的形式消耗在電阻上。大部分轉(zhuǎn)差功率被串入的附加電勢所吸收，再利用產(chǎn)生附加的裝置，把吸收的轉(zhuǎn)差功率返回電網(wǎng)或轉(zhuǎn)換能量加以利用。 變頻調(diào)速 方法 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于 Matlab 的矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)分析 13 變頻調(diào)速是改變電動機定子電源的頻率，從而改變其同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法。 在生產(chǎn)機械中廣泛使用不改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法有繞線式電動機的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、斬波調(diào)速、 串極調(diào)速 以及應用電磁轉(zhuǎn)差 離合器 、液力偶合器、油膜離合器等調(diào)速。它的出現(xiàn)推動了變頻家電市場的啟動和發(fā)展。智能功率模塊（ IPM）是 將功率器件的配置、散熱乃至驅(qū)動問題在模塊中解決，因而易于使用，可靠性高。而采用 PAM 控制方式的壓縮機轉(zhuǎn)速可提高 倍左右，這樣大大提高了快速制冷和制熱能力。 變頻技術(shù)的發(fā)展方向 交流變頻向直流變頻方向轉(zhuǎn)化 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于 Matlab 的矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)分析 11 直流變頻是以數(shù)字轉(zhuǎn)換電路代替交流變頻中的交流轉(zhuǎn)換電路，使負載電機始終處于最佳運行狀態(tài)。變頻器一般由整流器、濾波器、驅(qū)動電路、保護電路以及控制器（ MCU／ DSP）等部分組成。為此，要在降頻的同時還要降壓。 2 變頻調(diào)速 變頻調(diào)速原理 異步電機的轉(zhuǎn)速 n 可以表示為 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于 Matlab 的矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)分析 10 216 0 (1 )fn s n np? ? ? ? ? ?……………………………………………………… () 式中， 2n 同步轉(zhuǎn)速 ， Δ 1n 轉(zhuǎn)差損失的轉(zhuǎn)速， p 為磁極對數(shù)， s 為轉(zhuǎn)差率， f 為電源的頻率。由于轉(zhuǎn)子導體兩端被短路環(huán)短接，在感應電動勢的作用下，轉(zhuǎn)子導體中將產(chǎn)生與感應電動勢方向基本一致的感生電流。 特點：結(jié)構(gòu)較復雜，故繞線式電動機的應用不如鼠籠式電動機廣泛。若去掉轉(zhuǎn)子鐵心，整個繞組的外形像一個鼠籠，故稱籠型繞組。一般小型異步電動機的轉(zhuǎn)子鐵心直接壓裝在轉(zhuǎn)軸上，大、中型異步電動機（轉(zhuǎn)子直徑在 300 到 400 毫米以上）的轉(zhuǎn)子鐵心則借助與轉(zhuǎn)子支架壓在轉(zhuǎn)軸上。封閉式電機的機座外面有散熱筋以增加散熱面積，防護式電機的機座兩端端蓋開有通風孔，使電動機內(nèi)外的空氣可直接對流，以利于散熱。 電動機接線盒內(nèi)的接線 ： 電動機接線盒內(nèi)都有一塊接線板，三相繞組的六個線頭排成上下兩排，并規(guī)定上排三個接線樁自左至右排列的編號為 1（ U1）、 2（ V1）、 3（ W1），下排三個接線樁自左至右排列的編號為 6（ W2）、 4（ U2）、 5（ V2），將三相繞組接成星形接法或三角形接法。 定子繞組的主要絕緣項目有以下三種：（保證繞組的各導電部分與鐵心間的可靠絕 緣以及繞組本身間的可靠絕緣）。 開口型槽：用以嵌放成型繞組，絕緣方法方便，主要用在 高壓電機 中。 定子鐵心槽型有以下幾種： 半閉口型槽：電動機的效率和功率因數(shù)較高，但繞組嵌線和絕緣都較困難。 作 電動機 運行 的三相異步電機。 作電動機運行的異步電機。上個世紀變壓器的出現(xiàn)使改變電壓變的很容易，從而造就了一個龐大的電力行業(yè)。不調(diào)速電動機直接由電網(wǎng)供電，但隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展這類原本不調(diào)速的機械越來越多地改用調(diào)速傳動以節(jié)約電能，改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)量。 近 10 年來，隨著電力電子技術(shù)、算機技術(shù)、自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展，電氣傳動技術(shù)面臨著一場歷史革命，即交流調(diào)速取代直流調(diào)速，計算機數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制 技術(shù)已成為發(fā)展的趨勢。矢量控制算法已被廣泛地應用在 siemens， AB， GE， Fuji 等國際化大公司變頻器上。矢量控制實現(xiàn)的基本原理是通過測量和控制異步電動機定子電流矢量，根據(jù)磁場定向原理分別對異步電動機的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進行控制，從而達到控制異步電動機轉(zhuǎn)矩的目的。其基本思想是：將交流感應電機控制系統(tǒng)的功能單元模塊化， MATLAB 中建立獨立的功能模塊：交流異步電機本體模塊、矢量控制模塊、速度控制模塊、轉(zhuǎn)矩計算模塊等，這些功能模塊進行有機整合，即可搭建出交流異步電機系統(tǒng)的仿真模型。交流電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)的種類很多，從早期提出的電壓源型變頻器開始，相繼發(fā)展了電流源型，脈寬調(diào)制等各種變頻器。 然而 變頻調(diào)速具有高效率、寬范圍和高精度等特點，是目前運用最廣泛且最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。 然后 借助于 MATLAB 仿真建模能力，提出了一種基于 MATLAB 的矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)仿真模型的新方法。 關(guān)鍵詞： 異步電動機 ， 矢量控制 ， 變頻調(diào)速 ， MATLAB 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于 Matlab 的矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)分析 2 Matlabbased Vector Control Frequency Control System Analysis ABSTRACT As is known to all, because of its simple structure, high reliability, good performance, output torque big wait for a characteristic, munication, and widely used asynchronous motor with ac induction motor is expanding, and the fields of application of motor control system design requirements more and more high, both must consider low cost, control algorithm and reasonable and need to juggle good control performance, short development cycle, etc. Therefore, how to establish an effective munication asynchronous motor control system simulation model bees the motor control algorithm design personnel urgent need to address the key problem. Based on the analysis of ac induction motor based on mathematical model, with the aid of MATLAB simulation modeling ability, strong in the function of using SIMULINK embedded ponents, proposed based on MATLAB/SIMULINK establish ac asynchronous motor control system simulation model of the new method. The basic idea is: will ac induction motor control system function module, MATLAB/SIMULINK unit in establishing the independent function module: ac induction motor ontology modules, vector control module, current hysteresis control module, speed control module, torque calculation module, 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于 Matlab 的矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)分析 3 the functional modules, can build the anic integration of ac indution motor system simulation model. Control system, the speed loop, current loop by PI control by hysteresis current control, the method is simple, the effect is ideal. The simulation results prove the new quickness and the effectiveness of modeling method. Key words: Induction motor, vector control, frequency control, MATLAB 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于 Matlab 的矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)分析 4 基于 Matlab 的矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)分析 馬 曉 文 021307128 0 引言 70年代西門子工程師 解決交流電機轉(zhuǎn)矩控制問題。這樣就可以將一臺三相異步電機等效為直流電機來控制，因而獲得與直流調(diào)速系統(tǒng)同樣的靜、動態(tài)性能。目前新型矢量控制通用變頻器中已經(jīng)具備異步電動機參數(shù)自動檢測、自動辨識、自適應功能，帶有這種功能的通用變頻器在驅(qū)動異步電動機進行正上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于 Matlab 的矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)分析 5 常運轉(zhuǎn)之前可以自動地對異步電動機的參數(shù)進行辨識，并根據(jù)辨識結(jié)果調(diào)整控制