【正文】 直流傳動(dòng)裝置。同時(shí)，無須采用均壓電路、吸收電路與輸入、輸出濾波器；輸入功率因數(shù) ,總效率 (包括隔離變壓器 )96%。 圖 開環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理框圖 （ 2）矢量控制 1971年德國(guó)的 ，這是一種新的控制理論和控制技術(shù)，它解決了交流電機(jī)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩控制問題。 武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 第二章 系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì) 變頻調(diào)速系統(tǒng)組成原理框圖如圖 所示， 分為 主電路和控制電路兩 大 部分 。因?yàn)槭茈娙萘亢湍蛪旱南拗疲瑸V波電路通常由若干個(gè)電容器并聯(lián)成一組，又由兩個(gè)電容器組串聯(lián)而成。 充電限流電阻 為了在上電時(shí)限制電容的充電電流 ,需要設(shè)置充電限流電阻 ,如圖 21 中的電阻 R5,設(shè)計(jì)時(shí)希望充電電流最大值在 10A左右 ,而上電瞬間電位差為 V530 ,那么限流電阻 R1的值為： ????? 5053105 3 0d1 IUR () 考慮到瞬時(shí)電流很大 ,要求電阻可以承受 ,所以選用大功率的水泥電阻 ,水泥電阻放熱面積大 ,溫度上升率較小 ,水泥型卷線電阻器耐脈沖特性良好 ,能面對(duì)很大的瞬間電流武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 經(jīng)過 ,大約可以承受 10 倍于額定功率的瞬時(shí)功率達(dá) 5 秒鐘 ,即使電阻上功率大了也不容易燃燒 ,有非常好的阻燃性 。 （ 2）開關(guān)器件安全工作區(qū)的選擇。本課題中輸出電壓基波頻率為 50Hz,其諧波分量集中在開關(guān)頻率 10KHz附近 ,故設(shè)截止頻率為 2KHz 可有效濾除高次諧波。設(shè) A 軸為參考坐標(biāo)軸，轉(zhuǎn)子以 ? 速度旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子繞組軸線為 a 、 b 、 c隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載， D =0， K =0，則 dtdnJTTpLe??? （ ） 三相異步電動(dòng)機(jī)的多變量非線性數(shù)學(xué)模型 將以上電壓方程、轉(zhuǎn)矩方程、磁鏈方程和運(yùn)動(dòng)方程歸納在一起變構(gòu)成了恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載下的一部電動(dòng)機(jī)的多變量非線性數(shù)學(xué)模型 ???????????????????dtdiiiiiifTLidtdnJTTiddLdtdiLRiucbaCBAepLe??????),( （ ） 異步電動(dòng)機(jī)在三相坐標(biāo)系上數(shù)學(xué)模型的性質(zhì) 由式（ ）可以看出，異步電動(dòng)機(jī)在靜止軸系上的數(shù)學(xué)模型具有以下性質(zhì)： （ 1）異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型是一個(gè)多變量（ 多輸入多輸出）系統(tǒng) 輸入到電機(jī)定子的電量為三相電壓 CBA uuu , （或電流 CBA iii , ），也就是說數(shù)學(xué)模型有三個(gè)輸入變量、輸出變量中，除轉(zhuǎn)速外，磁通也是一個(gè)獨(dú)立的輸出變量。 M 軸與 si 之間夾角用 s? 表示。 因?yàn)橛脙上啻媪巳?，使兩相繞組互感是原三相繞組中任意兩相間最大互感（當(dāng)軸線重合時(shí)） msL 的 23 倍。代入式（ ）和式 （ ）并整理得 ???????????????????221023??ii??????BAii （ ） 武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 ????????????????????2161032BAii????????ii （ ） 按照所采用的條件，電流變換矩陣也就是電壓變換矩陣，同時(shí)還可以證明，它們也是磁鏈 的變換矩陣。 將式（ ） ~（ ）都代入式（ ），即可得到完整的磁鏈方程，顯然這個(gè)矩陣方程是比較復(fù)雜的，為了方便起見，可以將它寫成分塊矩陣的形式 ?????????????rrrssrssrs LL LL?? ??????rsii （ ） 式中，定子磁鏈 ? ?TCBAs ???? ? , 轉(zhuǎn)子磁鏈 ? ?Tcbar ???? ? ,定子 電流 ? ?TCBAs iiii ? ,轉(zhuǎn)子電流 ? ?Tcbar iiii ? 。最后，由于異步電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子三相繞組中的電流產(chǎn)生的磁通存在電磁慣性，轉(zhuǎn)速的變化存在機(jī)械慣性等因素，所以異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型是一個(gè)高階系統(tǒng) [16]。 濾波電路應(yīng) 具有較低的輸出阻抗 ,以減小負(fù)載變化時(shí)對(duì)濾波器濾波效果的影響。但是這種電結(jié)構(gòu)的元器件數(shù)多，成本高 [13]。 WP 33av ????? () (3)直流電流平均值 dI AUPI 3davd ???? () 整流電路元件選取需要從電流定額和電壓耐量?jī)蓚€(gè)方面考慮。 武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 圖 主電路結(jié)構(gòu)圖 主電 路參數(shù)計(jì)算及元器件選型分析 整流電路及其參數(shù)計(jì)算 通常有三種整流方式 :二極管不控整流，晶閘管半控整流和晶閘管全控整流。它的控制效果不取決于異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型是否能夠簡(jiǎn)化 ,而是取決于轉(zhuǎn)矩的實(shí)際狀況 ,它不需要將交流電動(dòng)機(jī)與直流電動(dòng)機(jī)作比較、等效、轉(zhuǎn)化 ,即不需要模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制。 （ 1）開環(huán)控制 通用變頻器常用轉(zhuǎn)速開環(huán)、恒壓頻比加定子電壓低頻補(bǔ)償?shù)目刂品绞?，其基本結(jié)構(gòu)原理框圖如圖 ，主要由斜坡函數(shù)模塊、恒壓頻比模塊、 PWM信號(hào)生成模塊組 成。、 24176。由于兩個(gè)次級(jí)繞組線電壓相同 , 則它們各相之間相位差為 30176。由于中間不經(jīng)過直流環(huán)節(jié) ，不需換流， 故效 率很高。用戶的高頻化要求推動(dòng)了功率器件柵極的 MOS化 ,90年代 MOS場(chǎng)效應(yīng)型 IGBT(絕緣柵極晶閘管Insulated Gate Bipolar Transistor)廣泛用作變頻器的功率變換器件。` 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 題 目： 矢量控制交流變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 0904150109 指導(dǎo)教師（職稱）： 文小玲（教授） 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 2020 自動(dòng)化 01 所 在 學(xué) 院： 電氣信息學(xué) 院 2020 年 5 月武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) I 目 錄 摘 要 ........................................................................................................................................ II Abstract ..................................................................................................................................... III 第一章 緒論 ............................................................................................................................ 1 變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展 ......................................................................................................... 1 變頻調(diào)速系統(tǒng)的類型及其主電路結(jié)構(gòu) ............................................................................. 2 變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制方法 ................................................................................................. 6 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 ................................................................................................................. 8 第二章 系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì) ........................................................................................................ 9 主電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................................................. 9 主電路參數(shù)計(jì)算及元器件選型分析 ............................................................................... 10 第三章 三相異步電動(dòng)機(jī)的矢量控制數(shù)學(xué)模型 .................................................................. 15 異步電動(dòng)機(jī)在三相坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型和性質(zhì) ........................................................... 15 坐標(biāo)變換 ........................................................................................................................... 20 異步電動(dòng)機(jī)在兩相 dq 同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型 ................................................. 23 按轉(zhuǎn)子磁鏈（磁通 ）定向的數(shù)學(xué)模型 ........................................................................... 25 第四章 異步電動(dòng)機(jī)的矢量控制策略 .................................................................................. 27 矢量控制的基本思想 ....................................................................................................... 27 按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制方法的實(shí)現(xiàn) ....................................................................... 28 第五章 系統(tǒng)仿真建模與分析 .............................................................................................. 33 MATLAB/SIMULINK 簡(jiǎn)介 .............................................................................................. 33 仿真模型的建立 ............................................................................................................... 33 系統(tǒng)仿真分析 ................................................................................................................... 36 總結(jié)與展望 .............................................................................................................................. 39 致 謝 .......