【正文】 *ism 。 *ist 和 *ism 經(jīng)過(guò) 2r/2s、 2/3變換后得到三相定子電流的給定值 *isA 、 *isB 、 *isC ，并通過(guò)電流滯環(huán)控制 PWM 逆變器控制電動(dòng)機(jī)定子的三相電流。 圖 帶轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)速、磁鏈閉環(huán) 矢量控制系統(tǒng)的構(gòu)框圖 各個(gè)子模塊模型 (1)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器模 型 第 14頁(yè) （共 25 頁(yè)） 圖 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器模型 該模塊采用了 PI 調(diào)節(jié)器。其中 ω *和 ω 分別是給定值和實(shí)測(cè)值 , Kp和 Ki分別為比例增益系數(shù)和積分增益系數(shù) .Satuiation 用于對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩限幅。 (2)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器模 型 圖 轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器模 型 該模塊采用了 PI 調(diào)節(jié)器。其中 *Te 和 Te 分別是給定值和實(shí)測(cè)值 , Kp 和 Ki 分別為比例增益系數(shù)和積分增益系數(shù) .Satuiation 用于對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩限幅。 得到 mt 坐標(biāo)系中的轉(zhuǎn)矩分量 *ist 。 (3)磁鏈調(diào)節(jié)器模 型 圖 磁鏈調(diào)節(jié)器模 型 Psir *Psir 是給定值。 Psir 是實(shí)測(cè)值 ， Satuiation 用于對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩限幅。 得到 mt坐標(biāo)系中的勵(lì)磁分量 *ism 第 15頁(yè) （共 25 頁(yè)） (4)轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器 模型 由公式 pme s t rrnLTiL ?? (31) 可建立轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器的模型 ，如下圖： 圖 轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器 模型 (5)磁鏈觀測(cè)器 模 型 由式 1 m strrL iT?? ??? (32) 1m smr rsL iT? ? ? (33) 建立磁鏈觀 測(cè)器模型， 如下 圖： 第 16頁(yè) （共 25 頁(yè)） 圖 磁鏈觀測(cè)器模 型 是轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù) Tr。 (6)帶 滯環(huán) 脈沖發(fā)生器 模型 （ CHBPWM） 滯環(huán)脈沖發(fā)生器模塊是為了給逆變器提供一個(gè) 六路 PWM 信號(hào)， 模型 如下圖： 圖 帶滯環(huán)脈沖發(fā)生器模 型 (7)dq_to_abc(2r/3s)和 abc_to_dq(3s/2r)模 型 (a)dq_to_abc (b)abc_to_dq 圖 dq_to_abc(2r/3s)和 abc_to_dq(3s/2r)模 型 第 17頁(yè) （共 25 頁(yè)） 圖 模塊是 2r/3s 的變換，首先在轉(zhuǎn)子磁鏈定向坐標(biāo)系中計(jì)算定子電流勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量 *ism 和 *ist 和，經(jīng)過(guò)飯旋轉(zhuǎn)變換 2r/2s 得到 *isa 和 *isb ，在經(jīng)過(guò) 2/3 變換得到 *iA 、 *iB 、 *iC ， 圖 模塊反之 。 帶轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)速、磁鏈閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)仿真模型 如圖： 圖 帶轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)速 、 磁鏈閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)仿真模型 其中，直流電源 DC、逆變器 inverter、電動(dòng)機(jī) ACmotor 和電動(dòng)機(jī)測(cè)量模塊組成了模型的主電路，逆變器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)由滯環(huán)脈沖發(fā)生器模塊產(chǎn)生。三個(gè)調(diào)節(jié)器 ASR、 ATR和 ApsiR 均是帶輸出限幅的 PI 調(diào)節(jié)器。轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)器使用兩相同步旋轉(zhuǎn) 坐標(biāo)系上的磁鏈模型，轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器， dq0_to_abc 模塊用于 2r/3s 的坐標(biāo)變換。 第 18頁(yè) （共 25 頁(yè)） 四、 Simulink 仿真 參數(shù)設(shè)置 (1)電動(dòng)機(jī)參數(shù) 表 41 電動(dòng)機(jī)參數(shù) Pn (VA) Vn (Vrms) fn (Hz) Rs (ohm) Lls (H) np 3600 450 50 1 2 Rr (ohm) Llr (H) Lm (H) J (39。2) F () 圖 電動(dòng)機(jī)模塊設(shè)置 (2)各調(diào)節(jié)器參數(shù) 第 19頁(yè) （共 25 頁(yè)） 表 42 各 個(gè)調(diào)節(jié)器參數(shù) 調(diào)節(jié)器 比例放大器 G1放大倍數(shù) 積分放大器 G2放大倍數(shù) 積分器限幅 調(diào)節(jié)器輸出限幅 上限 下限 上限 下限 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR 40 1 20 20 100 100 轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器ATR 5 10 70 70 70 70 磁鏈調(diào)節(jié)器 AΨ R 2 100 20 20 14 14 圖 磁鏈調(diào)節(jié)器輸出限幅 設(shè)置 (3)各給定參數(shù) 第 20頁(yè) （共 25 頁(yè)） 表 43 各給定參數(shù) ?n 0i ?psir 1000 0 10 仿真結(jié)果 (1)定子磁鏈軌跡 圖 定子磁鏈軌跡 (2)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器輸出 圖 轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器輸出波形圖 (3)輸出轉(zhuǎn)矩 第 21頁(yè) （共 25 頁(yè)） 圖 輸出轉(zhuǎn)矩波形圖 (4)轉(zhuǎn)速響應(yīng) 圖 轉(zhuǎn)速波形圖 (5)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出 第 22頁(yè) （共 25 頁(yè)） 圖 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出波形圖 (6)經(jīng) 2r/3s 變換的三相電流給定波形 圖 經(jīng) 2r/3s 變換的三相電流給定波形 (7)Uab 第 23頁(yè) （共 25 頁(yè)） 圖 Uab 波形圖 分析 在給定 轉(zhuǎn)速為 1000r/min，空載起動(dòng)，在 時(shí)加載 60N m，系統(tǒng)的仿真結(jié)果如圖所示 。在波形 圖 ，在矢量控制下轉(zhuǎn)速上升平穩(wěn)， 秒加載后略有下降但隨即恢復(fù)。 圖 ，轉(zhuǎn)矩都有相應(yīng)的影響。 由于 ATR 和 ApsiR都是帶限幅的 PI 調(diào)節(jié)器，在起動(dòng)中兩個(gè)調(diào)節(jié)器都處于飽和限幅狀態(tài)，因此定子電流的轉(zhuǎn)矩和勵(lì)磁分量都保持不變，定子電流的給定值也不變，所以在起動(dòng)過(guò)程中定子電流基本保持不變，實(shí)現(xiàn)了恒流起動(dòng)。 比較圖 和圖 中的磁鏈軌跡，帶磁鏈調(diào)節(jié)器后，在起動(dòng)階段，磁場(chǎng)的建立過(guò)程比較 平滑，磁鏈呈螺旋形增加，同時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩也不斷上升；而不帶磁鏈調(diào)節(jié)器（見(jiàn)圖 ）時(shí)，起動(dòng)出氣磁鏈軌跡波動(dòng)較大，也引起了轉(zhuǎn)矩的大幅度波動(dòng)（見(jiàn)圖 ）。 五 、 結(jié)論 本文較詳細(xì)的介紹了異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的基本原理，在對(duì)異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型以及坐標(biāo)變換的基礎(chǔ)上，利用 MATLAB 語(yǔ)言中的 SIMULINK 模塊和電力系統(tǒng)模塊庫(kù) (Power System Blockset)建立 了 帶轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)磁鏈、磁鏈閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)仿真模型 。 1)簡(jiǎn)要探討了異步電機(jī)的調(diào)速情況，以及矢量控制的研究現(xiàn)狀，對(duì)于基于 矢量控制的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系 統(tǒng)有了一個(gè)總體的了解； 2)在磁場(chǎng)定向控制下，建立了異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型和仿真模型； 第 24頁(yè) （共 25 頁(yè)） 3)通過(guò)矢量控制，設(shè)計(jì)并建立了用于仿真的一空間矢量脈寬調(diào)制模塊，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了輸出結(jié)果和理論推導(dǎo)的一致性； 最后， 本文也通過(guò)仿真，很好的驗(yàn)證了切換磁鏈模型的正確性，該矢量控制系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性能 。 4）通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)獲得的仿真曲線，充分驗(yàn)證了在異步電動(dòng)機(jī)矢量控制變換數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上建立仿真模型的正確性。采用 SIMULINK 進(jìn)行帶轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)磁鏈、磁鏈閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)仿真，無(wú)需編程、直觀、靈活，對(duì)于開發(fā)和研究調(diào)速系統(tǒng)有著重 要的意義 致謝 本畢業(yè)論文在選題及設(shè)計(jì)過(guò)程中得到 吳 老師的悉心指導(dǎo)， 對(duì)論文中遇到的問(wèn)題耐心的予以解答和指點(diǎn)。 吳 老師多次詢問(wèn)設(shè)計(jì)進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，課題組的各位同學(xué) 在我遇到困難是悉心的找到，幫助我解決了很多問(wèn)題 ，在此也向小組成員表示感謝。 參考文獻(xiàn) [1]沈輝 .精通 SIMULINK 系統(tǒng)仿真與控制 .北京大學(xué)出版社， 2020. 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