【正文】 )的信號(hào)為速度信號(hào)，送入運(yùn)算回路，根據(jù)指令和運(yùn)算可使電動(dòng)機(jī)按指令速度運(yùn)轉(zhuǎn)。 （ 1）運(yùn)算電路：將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測(cè)電路的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)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(dòng)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(dǎo)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(shí)現(xiàn)對(duì)交流異步電機(jī)的軟起動(dòng)、 變頻調(diào)速 、提高運(yùn)轉(zhuǎn) 精度 、改變功率因數(shù)、過流 /過壓 /過載保護(hù)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(gè)功能獨(dú)立的子模塊，其中主要包括： 交流異步電機(jī)本體模塊、矢量控制模塊、帕克變換模塊、坐標(biāo)變換模塊、電流滯環(huán)控制模塊、速度控制模塊、轉(zhuǎn)矩計(jì)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(dòng)態(tài)細(xì)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(lái)進(jìn)行潮流計(jì)算、電磁暫態(tài)仿真、機(jī)電暫態(tài)仿真等。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(gè)大規(guī)模、時(shí)變的復(fù)雜系統(tǒng)，而且在國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(jì)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(dòng)機(jī)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(shí)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(dòng)機(jī)在三相坐標(biāo)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(biāo)系下的交流電流 Ia1Ib1，再通過按 轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向旋轉(zhuǎn)變換 ，等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流 Im It1（ Im1 相當(dāng)于直流電動(dòng)機(jī)的 勵(lì)磁電流 ； It1相當(dāng)于與轉(zhuǎn)矩成正比的 電樞電流 ），然后模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制方法，求得直流電動(dòng)機(jī)的控制量，經(jīng)過相應(yīng)的坐標(biāo)反變換，實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的控制。電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特點(diǎn)： 1)裝置結(jié)構(gòu)及控制線路簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維修方便； 2)調(diào)速平滑、無(wú)級(jí)調(diào)速； 3)對(duì)電網(wǎng)無(wú)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(dòng)、短時(shí)低速運(yùn)行的生產(chǎn)機(jī)械。電樞和后者沒有機(jī)械聯(lián)上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(dòng)。調(diào)壓調(diào)速的特點(diǎn)： 1)調(diào)壓調(diào)速線路簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(jī)械。為了擴(kuò)大調(diào)速范圍，調(diào)壓調(diào)速應(yīng)采用轉(zhuǎn)子電阻值大的籠型電動(dòng)機(jī)，如專供調(diào)壓調(diào)速用的力矩電動(dòng)機(jī)，或者在繞線式電動(dòng)機(jī)上串聯(lián)頻敏電阻。此方法設(shè)備簡(jiǎn)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(shì)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(dòng)機(jī)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(jī)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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、斬波調(diào)速、 串極調(diào)速 以及應(yīng)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(dòng)了變頻家電市場(chǎng)的啟動(dòng)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(dòng)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(jī)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(fù)載電機(jī)始終處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。變頻器一般由整流器、濾波器、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路以及控制器（ MCU／ DSP）等部分組成。為此，要在降頻的同時(shí)還要降壓。 2 變頻調(diào)速 變頻調(diào)速原理 異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速 n 可以表示為 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(duì)數(shù)， s 為轉(zhuǎn)差率， f 為電源的頻率。由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體兩端被短路環(huán)短接，在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向基本一致的感生電流。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，故繞線式電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用不如鼠籠式電動(dòng)機(jī)廣泛。若去掉轉(zhuǎn)子鐵心，整個(gè)繞組的外形像一個(gè)鼠籠，故稱籠型繞組。一般小型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心直接壓裝在轉(zhuǎn)軸上，大、中型異步電動(dòng)機(jī)（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(jī)的機(jī)座外面有散熱筋以增加散熱面積，防護(hù)式電機(jī)的機(jī)座兩端端蓋開有通風(fēng)孔，使電動(dòng)機(jī)內(nèi)外的空氣可直接對(duì)流，以利于散熱。 電動(dòng)機(jī)接線盒內(nèi)的接線 ： 電動(dòng)機(jī)接線盒內(nèi)都有一塊接線板，三相繞組的六個(gè)線頭排成上下兩排，并規(guī)定上排三個(gè)接線樁自左至右排列的編號(hào)為 1（ U1）、 2（ V1）、 3（ W1），下排三個(gè)接線樁自左至右排列的編號(hào)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(xiàng)目有以下三種：（保證繞組的各導(dǎo)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(jī) 中。 定子鐵心槽型有以下幾種： 半閉口型槽：電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī) 運(yùn)行 的三相異步電機(jī)。 作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的異步電機(jī)。上個(gè)世紀(jì)變壓器的出現(xiàn)使改變電壓變的很容易，從而造就了一個(gè)龐大的電力行業(yè)。不調(diào)速電動(dòng)機(jī)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(jī)械越來(lái)越多地改用調(diào)速傳動(dòng)以節(jié)約電能，改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)量。 近 10 年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)、算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，電氣傳動(dòng)技術(shù)面臨著一場(chǎng)歷史革命，即交流調(diào)速取代直流調(diào)速，計(jì)算機(jī)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(shì)。矢量控制算法已被廣泛地應(yīng)用在 siemens， AB， GE， Fuji 等國(guó)際化大公司變頻器上。矢量控制實(shí)現(xiàn)的基本原理是通過測(cè)量和控制異步電動(dòng)機(jī)定子電流矢量，根據(jù)磁場(chǎng)定向原理分別對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行控制，從而達(dá)到控制異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。其基本思想是：將交流感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng)的功能單元模塊化， MATLAB 中建立獨(dú)立的功能模塊：交流異步電機(jī)本體模塊、矢量控制模塊、速度控制模塊、轉(zhuǎn)矩計(jì)算模塊等，這些功能模塊進(jìn)行有機(jī)整合，即可搭建出交流異步電機(jī)系統(tǒng)的仿真模型。交流電動(dòng)機(jī)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(diǎn)，是目前運(yùn)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(dòng)機(jī) ， 矢量控制 ， 變頻調(diào)速 ， MATLAB 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jī)轉(zhuǎn)矩控制問題。這樣就可以將一臺(tái)三相異步電機(jī)等效為直流電機(jī)來(lái)控制，因而獲得與直流調(diào)速系統(tǒng)同樣的靜、動(dòng)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(dòng)機(jī)參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)辨識(shí)、自適應(yīng)功能，帶有這種功能的通用變頻器在驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 Matlab 的矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)分析 5 常運(yùn)轉(zhuǎn)之前可以自動(dòng)地對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)，并根據(jù)辨識(shí)結(jié)果調(diào)整控制