轉(zhuǎn)差頻率矢量控制系統(tǒng)仿真畢業(yè)論文(完整版)
【正文】 Siemens，ABB，GE，F(xiàn)uji等國際化大公司變頻器上。其中，轉(zhuǎn)差頻率矢量控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單且易于實現(xiàn)，控制精度高，具在良好的控制性能，因此，早期的矢量控制通用變頻器上采用基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式。基于此，本文在Ｍatlab/Simulink環(huán)境下對轉(zhuǎn)差頻率矢量控制系統(tǒng)進行了仿真研究。 采用矢量控制方式的通用變頻器不僅可在調(diào)速范圍上與直流電動機相匹配，而且可以控制異步電動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。其實質(zhì)是將交流電動機等效為直流電動機，分別對速度，磁場兩個分量進行獨立控制。從原理上說，矢量控制方式的特征是：它把交流電動機解析成與直流電動機一樣，具有轉(zhuǎn)矩發(fā)生機構(gòu)，按照磁場和其正交的電流的積就是轉(zhuǎn)矩這一最基本的原理，從理論上將電動機的一次電流分離成建立磁場的勵磁分量和與磁場正交的產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩分量，然后分別進行控制?？刂妻D(zhuǎn)差頻率就代表控制轉(zhuǎn)矩，這就是轉(zhuǎn)差頻率控制的基本概念。這是轉(zhuǎn)差頻率控制的基本規(guī)律之二。由此可見，轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制的交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)能夠像直流電機雙閉環(huán)控制系統(tǒng)那樣具有較好的靜、動態(tài)性能，是一個比較優(yōu)越的控制策略，結(jié)構(gòu)也不算復(fù)雜。圖中：、分別為轉(zhuǎn)子角頻率給定和轉(zhuǎn)子角頻率負反饋；、分別為定子電流的轉(zhuǎn)矩分量和勵磁分量；為轉(zhuǎn)差角；為轉(zhuǎn)差角頻率；、分別為定子角頻率和轉(zhuǎn)子角頻率正反饋；、分別為定子電壓的轉(zhuǎn)矩分量和勵磁分量。 坐標變換模塊 坐標變換模塊的仿真模型如圖43所示：圖43 坐標變換模塊其中，dq0 to abc 模塊的搭建主要是根據(jù)坐標變換公式，利用Simulink里的數(shù)學函數(shù)模塊搭建而成，其主要功能是實現(xiàn)兩相旋轉(zhuǎn)坐標系至三相靜止坐標系的變換，其輸出是三相PWM變換器的三相調(diào)制信號，最后觸發(fā)逆變器的功率管得到拖動異步電動機所需的三相交流電源，完成閉環(huán)的控制過程。電動機在加載后，電流和電壓迅速上升，電動機轉(zhuǎn)矩也隨之增加，轉(zhuǎn)速在略經(jīng)調(diào)整后恢復(fù)不變。 （a） （b） （c） （d）（e） （f）圖46 系統(tǒng)各模塊波形a）計算得到的轉(zhuǎn)差頻率給定 b）逆變器調(diào)制頻率 c）轉(zhuǎn)子角度 d）定子磁鏈軌跡e）SPWM的三相調(diào)制信號 f）轉(zhuǎn)矩—轉(zhuǎn)速特性通過觀察圖形可以知道在t=，電動機的轉(zhuǎn)速達到給定的1400rpm，而定子電流、轉(zhuǎn)子電流、電磁轉(zhuǎn)矩、計算得到的轉(zhuǎn)差頻率給定、逆變器調(diào)制頻率都有一個迅速的降落，一段時間以后，重新達到穩(wěn)態(tài)。剛開始的時候，大家就分配好了各自的任務(wù)，大家有的繪制原理圖，進行仿真實驗，有的積極查詢相關(guān)資料，并且經(jīng)常聚在一起討論各個方案的可行性。對我而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。我們每一個人永遠不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高的山峰在等著你。團結(jié)協(xié)作是我們成功的一項非常重要的保證。5結(jié)語 這次課程設(shè)計歷時一個半星期，通過這兩個星期的學習，我學到很多很多的東西，不僅鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上沒有學到過的內(nèi)容。圖d和圖f分別反映了電動機在啟動過程中定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場和電動機的轉(zhuǎn)矩－轉(zhuǎn)速特性。圖44 電動機轉(zhuǎn)差頻率矢量控制系統(tǒng)的仿真模型 轉(zhuǎn)子磁鏈模型的計算參數(shù)設(shè)置：異步電動機為380V，50HZ二對極（），定子繞組電阻，轉(zhuǎn)子繞組電阻，轉(zhuǎn)子繞組漏感，J=，逆變器直流電源為510V，定子繞組電感為，,。轉(zhuǎn)速可以通過PI調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)，輸出Iit然后計算得到，即：
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