【正文】 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。 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。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。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。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)。 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。 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??????????????。 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。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)。 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 。 （ 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。 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 23 圖 速度控制模塊結(jié)構(gòu)框 轉(zhuǎn)矩計(jì)算模塊 根據(jù)交流異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型中的電磁轉(zhuǎn)矩方程式 12 Tep LT n i i??? ? ……………………………………………………… () 式中： n p—— 電機(jī)極對(duì)數(shù)； q —— 角位移 進(jìn)行 abc/dq 坐標(biāo)變換，可得電磁轉(zhuǎn)矩計(jì)算方程式為： ()me p sq rd sd rqrLT n i iL ????……………………………………………… () 可建立圖 所示的轉(zhuǎn)矩計(jì)算模塊，模塊輸入為兩相相電流 sdi 和 sqi 、轉(zhuǎn)子繞組磁鏈 rd? 和 rq? ，通過加乘模塊即可求得電磁轉(zhuǎn)矩信號(hào) Te 。 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 26 脈沖寬度調(diào)制（ PWM）是一種對(duì)模擬信號(hào) 電平 進(jìn)行數(shù)字 編碼 的方法。例如， Microchip 公司的 PIC16C67 內(nèi)含兩個(gè) PWM 控制器，每一個(gè)都可以選擇接通時(shí)間和周期。讓信號(hào)保持為數(shù)字形式可將噪聲影響降到最小。 按一定的規(guī)則對(duì)各脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制 ,既可改變逆變電路輸出電壓的大小 ,也可改變輸出頻率 。 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 31 參考文獻(xiàn) [1]紀(jì)建偉 .電力系統(tǒng)分析 [M].中國水利水電出版社， 2021 年 8 月 . [2]王成元，周美文，郭慶鼎 .矢量控制交流伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī) [M]. 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 1994 年 . [3]馬小亮 .大功率交 交變頻調(diào)速及矢量控制技術(shù)（第 3版） [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021 年 . [4]馮垛生 ,曾岳南 .無速度傳感器矢量控制原理與 實(shí)踐 [M]. 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1997 年 . [5]陳桂明 ,張明照 .應(yīng)用 MATLAB 建模與仿真 [M].北京：科學(xué)出版社 ,2021 年 . [6]胡崇岳 .現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù) [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出本社 ,1998 年 [7]王宏宇 ,胡丹 ,車暢 .異步電動(dòng)機(jī)矢量控制 SIMULINK 仿真 [M].四川：四川工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào) ,2021,3. [8]劉軍華 .異步電動(dòng)機(jī)兩種變頻調(diào)速系統(tǒng)的仿真機(jī)器比較 [J].電機(jī)技術(shù) ,2021,5. [9]陳伯時(shí) .電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021. [10]蘇彥民 .交流調(diào)速 系統(tǒng)的控制策略 [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1998. [11]張燕賓 .變頻調(diào)速應(yīng)用實(shí)踐 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021. [12]趙文峰 .MATLAB 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 [M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社 ,2021. [13]孫亮 .MATLAB 語言與控制系統(tǒng)仿真 [M].北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社 ,2021. [14]李維波 .MATLAB 在電氣工程中的應(yīng)用 [M].北京：中國電力出版社 ,2021. [15]胡崇岳 .現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,1998. [16]Astrom K J. Hgglund T. Automatic tuning of simple regulators with specification on phase and amplitude margins [J]. (4)645651. [17] Dunding Zuo, Hiyama T, Funakoshi T, et al. Detailed modeling andsimulation of adjustable speed generator in Matlab Simulinkenvironment [C]. Proceedings on Power Engineering SocietySummer Meeting, 2021, 4: 2520 –2524. [18] Hoang LeHuy. Modeling and simulation of electrical drives using 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 32 Simulink and Power System Blockset [C]. Proceedings on Industrial Electronics Society, 2021, 3: 1603–1611. [19] Butler K L, Ehsani M, Kamath P. A Matlabbased modeling and simulation package for electric and hybrid electric vehicle design [J].IEEE Trans. on Vehicular Technology, 1999, 48(6): 1770–1778. [20] Yifan Tang. Transient modeling and analysis of motor terminal voltage on PWM inverterfed AC motor drives [C]. Proceedings on Industry Applications Conference, 1997, 1: 509–516. 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 33 譯 文 在風(fēng)能時(shí)代 雙饋感應(yīng)電機(jī) 直接控制有功功率和無功功率 摘要 本文提出一個(gè)新的直接電 能控制 (DPC)對(duì)策 雙饋感應(yīng)電機(jī) 基于風(fēng)能時(shí)代系統(tǒng) 。Is, Ir:定子電流，轉(zhuǎn)子電流矢量 。Rs,Rr:定子，轉(zhuǎn)子電阻 。下標(biāo) 。 大型風(fēng)力發(fā)電 農(nóng)場(chǎng)已安裝或計(jì)劃在世界各地的風(fēng)渦輪機(jī)的額定功率在增加。這種常規(guī)方法要求機(jī)床參數(shù)準(zhǔn)確的信息，如定子，轉(zhuǎn)子電阻，電感，互感，等因此，性能下降時(shí)，實(shí)際的機(jī)器參數(shù)不同，在控制系統(tǒng)中使用的值。 許多影響已經(jīng)被上海工程技術(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 36 提出來解決這個(gè)問題 如使用抖動(dòng)信號(hào)的問題 [7]，修改后的開關(guān)為了申請(qǐng)表中所有可用的電壓矢量適當(dāng)序列 [8]，或預(yù)測(cè)技術(shù) [9]。 [14]輸出調(diào)節(jié)子空間（口服補(bǔ)液鹽）來修改原來的選擇的開關(guān)狀態(tài)的電壓矢量位置提高系統(tǒng)的性能，尤其是在歪曲或供應(yīng)不平衡的狀況。控制方法基于定子磁鏈和機(jī)器參數(shù)的唯一要求是定子電阻。 這表明，如果轉(zhuǎn)子磁通的變化是在定子磁通方向，即 cosrr??的θ無功 Qs 是改變。圖 4（ 二）顯示這些八記為 V0 的電壓矢量（ 000） V7 中 （ 111）凡在括號(hào)中的二進(jìn)制數(shù)表示的開關(guān)相序格局（甲，乙，丙）和 V 下標(biāo)是二進(jìn)制數(shù)小數(shù)的表達(dá)。如果轉(zhuǎn)子磁通攤位，有 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 43 0rrddt? ? /0rd dt? ? （ 16） 代（ 16）代入（ 14），并考慮采取 θ= 比 θr θs 產(chǎn)量 113 c o s ( ) ( )2 rrsm s r r s rsrd P Ld t L L ? ? ? ? ? ? ??? ? ? 113 s in ( ) ( )2 rrsm s r r s rsrd Q Ld t L L ? ? ? ? ? ? ??? ? ? （ 17） 方程（ 17）表示，零空間矢量的影響對(duì)有功和無功功率主要取決于簽署（ ω1 ωr ）。但是，由于轉(zhuǎn)子電壓低的根本 使用頻率的整合沒有達(dá)到令人滿意的 的結(jié)果。 在靜止的參照系，定子磁鏈?zhǔn)枪烙?jì)使用下列公式： )s s ss s s sV R I dt? ??? (19) 由于定子電壓相對(duì)諧波和無其頻率是固定的，上面的等式可以提供一個(gè)準(zhǔn)確的估算定子磁鏈。 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 46 圖 5 有功和無功功率滯環(huán)控制 表 二 優(yōu)化開關(guān)表 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 47 圖 6 示意圖提出的 DPC 的雙饋系統(tǒng)?！? 減少） 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 45 B. 定子磁通估測(cè) 為了計(jì)算在轉(zhuǎn)子定子磁鏈?zhǔn)噶繀⒖伎蚣埽陟o止坐標(biāo)值估計(jì)第一。只有定子磁通位置需要作為初始轉(zhuǎn)子磁通的變化無關(guān)的有功和無功權(quán)力。該電壓矢量的選擇也取決于位置對(duì)磁鏈和 αr βr 平面分為六個(gè)區(qū)域（一六），如圖所示 圖 4。 4（ a）項(xiàng)，每個(gè)三相輸出弗吉尼亞州，VB 和 VC 可以有兩個(gè)層次，即 + Vd 和 0。從圖。 此外， 轉(zhuǎn)子的磁通參考依據(jù)計(jì)算到所需的功率因數(shù)也需要實(shí)際的參考參數(shù)，因此具有同樣的問題。 [13]，而不是使用的電壓角位置矢量提出 [12]，該虛擬磁鏈，立場(chǎng)是轉(zhuǎn)換器的輸出電壓積分，使用。 甚低速運(yùn)行。 該 控制系統(tǒng)通常被定義在同步 240。卡特賴特是體育與阿?，m輸配電技術(shù)中心，斯塔福德 ST174LK，他正與英國勞斯萊斯公司，德比 DE24 8BJ，英國（電子郵箱 ： 羅爾斯 ）。S:靜止參考系 。Lσ s, Lσ r: 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 34 定子，轉(zhuǎn)子漏感 。模擬的結(jié)果是在一個(gè) 2 兆瓦的 雙饋感應(yīng)電機(jī) 系統(tǒng)中有源電路和無功功率，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，機(jī)器參數(shù)和直流電壓交換器鏈接變異期間，這個(gè)模擬結(jié)果展示提 出的控制戰(zhàn)略的有效和堅(jiān)定。 6 結(jié)論 本文在分析交流異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，提出了一種新型的基于Matlab 的交流異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)仿真建模的方