【正文】 邏輯 1改變?yōu)檫壿?0或?qū)⑦壿?0改變?yōu)檫壿?1時(shí)，也才能對(duì)數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生影響。 這對(duì)策是根據(jù)定子有源電路和無(wú)功功率在 旋轉(zhuǎn)活塞側(cè)邊選擇適當(dāng)?shù)碾妷簜魅久浇?。ψ s, ψr:定子，轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶?。 對(duì)于許多風(fēng) 農(nóng)場(chǎng)，風(fēng)力渦輪機(jī)的基礎(chǔ)上雙饋異步發(fā)電機(jī)（雙饋）技術(shù)在 25％ 30％額定轉(zhuǎn) 換器發(fā)電機(jī)的評(píng)級(jí)被使用。 除了 從異步電機(jī)，直接轉(zhuǎn)矩控制也被應(yīng)用于控制永磁同步電動(dòng)機(jī) [10]和切換磁阻電動(dòng)機(jī)[11]。在 2 兆瓦雙饋仿真結(jié)果 發(fā)電系統(tǒng)，以示性能轉(zhuǎn)子的速度變化過(guò)程中提出的控制策略，有功和無(wú)功電力，機(jī)械參數(shù)，直流轉(zhuǎn)換器鏈電壓。 “1 “ 是指頂部的開(kāi)關(guān)上，輸出電壓為 VD 的， “0“ 是指底部的開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，輸出電壓為零。這是由于錯(cuò)誤的因素，在非常低的頻率 所造成的 Rr 和實(shí)際值的差值 在計(jì)算中使用的，會(huì)導(dǎo)致集成商飽和。因此，零電壓矢量不會(huì)使用，除非動(dòng)態(tài)國(guó)家和無(wú)功功率為零。因此，根據(jù)（ 14），每個(gè)電壓沖擊有功和無(wú)功功率載體在每 60?區(qū)域可計(jì)算。 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 42 三 轉(zhuǎn)子流量控制用電壓向量 對(duì)于雙電平轉(zhuǎn)換，如圖所示。 由于轉(zhuǎn)子供電頻率，它等于雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)差頻率的，可以成為非常低，轉(zhuǎn)子通量的估算方法有困難，其精度顯著影響的機(jī)床參數(shù)的變化。一個(gè)基本存款與相關(guān)的主要問(wèn)題計(jì)劃在起動(dòng)過(guò)程中，其性能和徐和 Cartwright 惡化：直接的有功和無(wú) 功功率控制中的雙饋 。 是與電子學(xué)院，電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)，貝爾法斯特皇后大學(xué)，貝爾法斯特 BT7 1NN，英國(guó)（電子郵箱： ） .5。Lm:互感 。由于磁鏈調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器都是帶抗積分飽和的PI 調(diào)節(jié)器，在啟動(dòng)中兩個(gè)調(diào)節(jié)器都處于飽和限幅狀態(tài)，因此啟動(dòng)過(guò)程中定子電流基本保持不變，實(shí)現(xiàn)了恒流啟動(dòng)。 (4） 啟動(dòng)定時(shí)器 。像控制直流電機(jī)那樣控制交流電機(jī)通過(guò)解耦 脈沖寬度調(diào)制 脈沖寬度調(diào)制是一種模擬控制方式，其根據(jù)相應(yīng)載荷的變化來(lái)調(diào)制晶體管柵極或基極的偏置，來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源輸出晶體管或晶體管導(dǎo)通時(shí)間的改變，這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時(shí)保持恒定，是利用 微處理器 的數(shù)字輸出來(lái)對(duì) 模擬電路 進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)。 逆變器 同整流器相反，逆變器是將直流功 率變換為所要求頻率的交流功率，以所確定的時(shí)間使 6 個(gè)開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷就可以得到 3 相交流輸出。在眾多的仿真軟件里，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇的是 Math Works 公司開(kāi)發(fā)的科學(xué)與工程計(jì)算軟件 MATLAB。然而在實(shí)際應(yīng)用中，由于轉(zhuǎn)子磁鏈難以準(zhǔn)確觀測(cè)，系統(tǒng)特性受電動(dòng)機(jī)參數(shù)的影響較大，且在上海工程技術(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 17 等效直流電動(dòng)機(jī)控制過(guò)程中所用矢量旋轉(zhuǎn)變換較復(fù)雜，使得實(shí)際的控制效果難以達(dá)到理想分析的結(jié)果 。 電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī) 調(diào)速方法 電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)由籠型電動(dòng)機(jī)、電磁轉(zhuǎn)差離合器和直流勵(lì)磁電源（控制器）三部分組成。變頻調(diào)速系統(tǒng)主要設(shè)備是提供 變頻電源 的 變頻器 ，變頻器可分成交流－直流－交流變頻器和交流－交流變頻器兩大類，目前國(guó)內(nèi)大都使用交－直－交變頻器。同時(shí)，由于 PAM 在調(diào)整電壓時(shí)具有對(duì)電流波形的整形作用，因而可以獲得比 PWM 更高的效率?？梢?jiàn)，改變電源頻率就可以改變同步轉(zhuǎn)速和電機(jī)轉(zhuǎn)速。 三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組作用：切割定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及電流，并形成電磁 轉(zhuǎn)矩 而使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。 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 7 定子繞組作用：是電動(dòng)機(jī)的電路部分，通入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。長(zhǎng)期以來(lái)，交流電的頻率一直是固定的，變頻調(diào)速技術(shù)的出現(xiàn)使頻率變?yōu)榭梢猿浞掷玫馁Y源。具體是將異步電動(dòng)機(jī)的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流分量 (勵(lì)磁電流 ) 和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量 (轉(zhuǎn)矩電流 ) 分別加以控制，并同時(shí)控制 兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢量，所以稱這種控制方式稱為矢量控制方式。 矢量控制實(shí)現(xiàn)的基 本原理是通過(guò)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。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速啟動(dòng)，制動(dòng)性能、高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果廣泛的適用范圍及其他許多優(yōu)點(diǎn)而被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)為最有前途的調(diào)速方式。 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 定子（靜止部分） 定子的 作用：電機(jī) 磁路 的一部分，并在其上放置定子繞組。 機(jī)座作用：固定定子鐵心與前后端蓋 以支撐轉(zhuǎn)子，并起防護(hù)、散熱等作用。 異步電動(dòng)機(jī)原理 當(dāng)向三相 定子繞組 中通過(guò)入對(duì)稱的三相交流電時(shí)，就產(chǎn)生了一個(gè)以同步轉(zhuǎn)速 n1 沿 定子和轉(zhuǎn)子 內(nèi)圓空間作順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 。在這里，通過(guò)改變矩形脈沖的寬度控制其電壓幅值；通過(guò)改變調(diào)制周期控制其輸出頻率，從而在逆變器上同時(shí)進(jìn)行輸出電壓和頻率的控制，而滿足變頻調(diào)速對(duì) U/f 協(xié)調(diào)控制的要求。 異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方式 三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式為： n=60f/p(1s) 從上式可見(jiàn)，改變供電頻 率 f、電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù) p 及轉(zhuǎn)差率 s 均可達(dá)到改變轉(zhuǎn)速的目的。 定子調(diào)壓調(diào)速方法 當(dāng)改變電動(dòng)機(jī)的定子電壓時(shí)，可以得到一組不同的機(jī)械特性曲線，從而獲得不同轉(zhuǎn)速。具體是將異步電動(dòng)機(jī)的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流分量 (勵(lì)磁電流 )和產(chǎn)生轉(zhuǎn) 矩的電流分量 (轉(zhuǎn)矩電流 )分別加以控制，并同時(shí)控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢量，所以稱這種控制方式稱為矢量控制方式 。圖中上標(biāo) *的控 制量為指令值 ,其余為實(shí)際值。 圖 MATLAB 的矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)圖 MATLAB 仿真三要素：系統(tǒng) ，模型，計(jì)算機(jī) 5 個(gè)步驟：布局，連線，設(shè)置元器件參數(shù)，設(shè)置仿真參數(shù)并運(yùn)行仿真上海工程技術(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 21 模型，查看仿真結(jié)果。 速度控制模塊 速度控制模塊的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單 ， 如圖 ， 單輸入：參考轉(zhuǎn)速和實(shí)際轉(zhuǎn)速的差值，單輸出：參考電磁轉(zhuǎn)矩 Te 。 多數(shù)負(fù)載 (無(wú)論是電感性負(fù)載還是電容性負(fù)載 )需要的調(diào)制頻率高于 10Hz，通常調(diào)制頻率為 1kHz 到 200kHz 之間。 控制方法 采樣控制理論中有一個(gè)重要結(jié)論 :沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí) ,其效果基本相同 。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(wú)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。S:靜止參考系 。 該 控制系統(tǒng)通常被定義在同步 240。 [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。從圖。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?！? 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?，它在靜止坐標(biāo)值估計(jì)第一。 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(wú)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。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(wú)功功率主要取決于簽署（ ω1 ωr ）。 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(wú)功 Qs 是改變。 [14]輸出調(diào)節(jié)子空間（口服補(bǔ)液鹽）來(lái)修改原來(lái)的選擇的開(kāi)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。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。下標(biāo) 。Is, Ir:定子電流，轉(zhuǎn)子電流矢量 。 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 。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。 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(guò)加乘模塊即可求得電磁轉(zhuǎn)矩信號(hào) Te 。 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(guò)流 /過(guò)壓 /過(guò)載保護(hù)等 功能 。 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。 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(guò)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(guò)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(guò)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。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。 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。 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)。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。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(kāi)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。 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。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。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。 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 i