【正文】 而可選的變量有 9 個，即轉(zhuǎn)速 ? ， 4個電流變量 sdi ﹑ sqi ﹑ rdi ﹑ rqi 和 4 個磁通變量 sd? ﹑ sq? ﹑ rd? ﹑rq? 。 兩相靜止和 dq0 坐標(biāo)系如圖 所示 ，由式（ 227）可得 0c o s s in 0s in c o s 00 0 0 1dqiii??????? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? （ 232） 18 再有（ 227）可得 3 / 2c o s s in 0s in c o s 00 0 0 1dAqBCiii C ii????? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? （ 233） 可得 ? ? ? ?? ? ? ?3 / 2c os c os 120 c os 120si n si n 120 si n 1202 2 22 2 2srC? ? ?? ? ???????? ? ? ? ????? （ 234） 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 1． dq0 坐標(biāo)系上的磁鏈方程 利用變換矩陣將定子三相磁鏈 A? ﹑ B? ﹑ C? 和轉(zhuǎn)子三相磁鏈 a? ﹑ b? ﹑ c? 變換到dq0 坐標(biāo)系上去。設(shè)三相繞組每相有效匝數(shù)為 3N ,兩相繞組每相有效匝數(shù)為 2N ,各相磁動勢為有效匝數(shù)與電流的乘積，其空間矢量均位于有關(guān)的坐標(biāo)軸上。 由此可見，以產(chǎn)生同樣的旋轉(zhuǎn)磁動勢為準(zhǔn)則，三相交流繞組、兩相交流繞 組與整體旋轉(zhuǎn)的直流繞組彼此等效。如果控制磁通 ? 的位置在 M軸上，就和直流電機(jī)的物理模型沒有本質(zhì)上的區(qū)別了。 14 眾所周知，在交流電機(jī)三相對稱的靜止繞組 A， B， C中， 通過三相平衡的正弦電流 ai ，bi ， ci 時，所產(chǎn)生的合成磁動勢是旋轉(zhuǎn)磁動勢 F，它在空間呈正弦分布，以同步轉(zhuǎn)速 1? ,(即 圖 二極直流電機(jī)的物理模型 電流的角頻率 )順著 ABC的相序旋轉(zhuǎn)。 當(dāng)一條支路中的導(dǎo)線經(jīng)過正電刷歸入另一條支路中時，在負(fù)電刷下又有一條導(dǎo)線補(bǔ)回來。通常須采用坐標(biāo)變換的方法加以改造，使變換后的數(shù)學(xué)模型容易處理一些。 簡單的說，矢量控制就是將磁鏈與轉(zhuǎn)矩解耦，有利于分別設(shè)計(jì)兩者的調(diào)節(jié)器， 13 以實(shí)現(xiàn)對交流電機(jī)的高性能調(diào)速。 3）多變量之間的耦合關(guān)系主要也體現(xiàn)在 ???? 和 ??2?? 兩個 。為了把變參數(shù)矩陣轉(zhuǎn)換成常參數(shù)矩陣須利用坐標(biāo)變換。圖中，定子三相繞組軸線 A,B,C在空間是固定的，以 A軸為參考坐標(biāo)軸；轉(zhuǎn)子繞組軸線 a,b,c隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子 a軸和定子 A軸間的電 角度 ? 為空間角位移變量。由于這些原因，異步電動機(jī)是一個多變量系統(tǒng)，而電壓，電流，頻率，磁通，轉(zhuǎn)速之間又互相都有影 響，所以是一個強(qiáng)耦合的多變量系統(tǒng)，可以用 圖 定性的表示。 把這三個電流控制信號和由控制器得到的頻率信號 1? 相加到電流控制的變頻器上，即可輸出異步電動機(jī)調(diào)速所需的三相變頻電流。 如果將異步電動機(jī)的物理模型等效成類似的直流電動機(jī)模型，分 析和控制就可以大大簡化了。 （ 2）在不同的定子電流值時，按上圖的函數(shù)關(guān)系 1( , )ssU f I?? 控制定子電壓和頻率，就能保持氣隙磁通 m? 恒定。 圖 異步電動機(jī)穩(wěn)態(tài)等效電路和感應(yīng)電動勢 電磁轉(zhuǎn)矩關(guān)系式： sRImPT ssee?????? 2221 （ 12） 由圖 異步電動機(jī)穩(wěn)態(tài)等效電路 圖可知 ： 21212rrgrLsREI?????????? ??? （ 13） 將 （ 13）代入（ 12）中得： 2121221112112121212133 ??????????????????????? ??rrrgprrrgpeLsRRsEnsRLsREnT?????? （ 14） 將 電機(jī)氣隙電動勢 mNsmNssg kNkNfE ???? 111 ? 代入 式（ 14） 得 2121221112223rrrmnsspeLsRRskNnT?????? （ 15） 令 1 ss??? 并定義為轉(zhuǎn)差頻率， 其中 2232m p s NsK n N k?為 電機(jī)的結(jié)構(gòu)常數(shù)，則 式（ 15）可化為 ? ?2 112211re m mr s rsRTKRL???? ?? ? （ 16） 當(dāng)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時， s 值很小，可以認(rèn)為 1s r rLR? ???? ，則轉(zhuǎn)矩可近似表示為 4 ??? rsmme RKT ?2 （ 17） 上式表明，在 s 很小的穩(wěn)定運(yùn)行范圍內(nèi)，如果能夠保持氣隙磁通 m? 不變， 則有esT ?? ，從而控制 了 轉(zhuǎn)差頻率就相當(dāng)于控制了轉(zhuǎn)矩。 。 (2) 轉(zhuǎn)差功率回饋型調(diào)速系統(tǒng) 。 （ 2）轉(zhuǎn)速高且耐壓高。 PWM 技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用優(yōu)化了變頻裝置的性能 ， 而且更重要的意義是抑制逆變器輸出電壓或電流中的諧波分量 ,從而降低或消除了變頻調(diào)速時電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動 ,提高了電機(jī)的工作效率 ,擴(kuò)大了調(diào) 速系統(tǒng)的調(diào)速范圍。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。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。 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： 。 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 ............