【正文】 圖 57 所 示 。圖 57 SPWM 生成環(huán)節(jié)及光耦驅(qū)動電路框圖 主 電 路 交 直 交 電 壓 源 型 IGBT 功 率 變 換 器 電 路 如 圖 58 所 示 。 圖 中 ， 整 流 橋UR 是 由 二 極 管 組 成 的 三 相 橋 式 不 控 整 流 電 路 ， 逆 變 橋 UI 是 由 IGBT 組 成 的 三相 橋 式 電 路 。圖 58 電 壓 源 型 IGBTSPWM 交 直 交 變 頻 器 主 電 路 電 流 實(shí) 際 值 檢 測電 流 實(shí) 際 值 檢 測 主 要 用 于 輸 出 電 壓 的 修 正 和 過 流 、 過 載 保 護(hù) 。 通 過 檢 測 變 頻器 輸 出 電 流 ， 進(jìn) 行 過 流 、 過 載 計 算 ， 當(dāng) 判 斷 為 過 流 、 過 載 后 ， 發(fā) 出 促 發(fā) 脈 沖 封鎖 觸 發(fā) 器 ， 停 止 變 頻 器 運(yùn) 行 ， 確 保 變 頻 器 和 電 動 機(jī) 的 安 全 。南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）26 交 流 變 頻 調(diào) 速 系 統(tǒng) 的 仿 真 步 驟轉(zhuǎn) 速 開 環(huán) 變 頻 調(diào) 速 系 統(tǒng) 的 仿 真 模 型 如 圖 55 所 示 。圖 55 轉(zhuǎn) 速 開 環(huán) 變 頻 調(diào) 速 系 統(tǒng) 的 仿 真 模 型圖 中 逆 變 器 、 電 動 機(jī) 、 SPWM 生 成 等 主 要 模 塊 提 取 路 徑 見 表 51。南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）27表 51 轉(zhuǎn) 速 開 環(huán) 變 頻 調(diào) 速 系 統(tǒng) 模 型 模 塊 提 取 路 徑模 塊 名 稱 標(biāo) 識 名 稱 提 取 路 徑交 流 異 步 電 動 機(jī) as motor Power system blockset/Machine/Asynchronous電 動 機(jī) 測 量 單 元 Machine measurementPower system blockset/Machine/Measurement Demux逆 變 器 SPWM Bridge Power system blockset/Power Electronice/Universal Bridge頻 率 給 定 fHz Simulink/source/constant取 整 數(shù) Integer Simulink/functions/MATLAB FSPWM 生 成 PWM GeneratorPower system blockset/Extra Library/control blocks/PWM generatorV—F F Simulink/functions/F三 相 調(diào) 制 正 弦 信 號 ua、 ub、 uc Simulink/functions/F三 相 信 號 合 成 Demux Simulink/signals/Mux多 路 測 量 儀 Multimeter SimPowerSystems/Application Libraries/mearsurements有 效 值 測 量 RMS Signal Processing Blockset/Signal Management/Statistics南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）28利 用 SIMULINK 環(huán) 境 仿 真 變 頻 調(diào) 速 系 統(tǒng) 的 過 程 可 以 分 為 如 下 幾 個 步 驟 ：根 據(jù) 要 仿 真 的 系 統(tǒng) 框 圖 ， 在 SIMULINK 窗 口 的 仿 真 平 臺 上 構(gòu) 建 仿 真 模 型 。此 過 程 要 首 先 打 開 SIMULINK 窗 口 和 瀏 覽 器 ， 將 需 要 的 典 型 環(huán) 節(jié) 模 塊 (如 表 51 所 示 )提 取 到 仿 真 平 臺 上 ,然 后 將 平 臺 上 的 模 塊 一 一 連 接 ,形 成 仿 真 的 系 統(tǒng) 框圖 如 圖 55 所 示 。 設(shè)置模塊參數(shù)：完成模塊提取和組成仿真模型后,需要給各個模塊賦值。這時,用鼠標(biāo)雙擊模塊圖標(biāo),彈出模塊參數(shù)對話框,并在對話框中輸入模塊參數(shù),輸入完成后點(diǎn)擊 OK 按鈕,對話框自動關(guān)閉,該模塊的參數(shù)設(shè)置完成。設(shè)置仿真參數(shù)在對繪制好的模型進(jìn)行仿真前,還需確定仿真的步長、時間和選取仿真的算法等，也就是設(shè)置仿真參數(shù)。設(shè)置仿真參數(shù)可點(diǎn)擊 SIMULINK 窗口的菜單上的 Simulation，在下拉的子菜單中點(diǎn)擊 Simulation Parameters 命令或用鍵盤中的 Ctrl+E 鍵。這時彈出仿真參數(shù)設(shè)置的對話框。對話框中有 Solver、Workspace I/O Diagnostics、Advanced 和 RealTime Workshop5 大項(xiàng)內(nèi)容，其中最常需設(shè)置的是解算器“Solver” 。啟動仿真：在模塊參數(shù)和仿真參數(shù)設(shè)置完畢后即可以開始仿真，在Simulation 菜單的子菜單中點(diǎn)擊“Start”或用鍵盤中的 Ctrl+T 鍵即可進(jìn)入仿真。觀測仿真結(jié)果：在模型仿真計算完畢后重要的是觀測仿真的結(jié)果，在SIMULINK 中最常用的觀測儀器是示波器(Scope)，這時只要雙擊該示波器模塊就可以打開示波器觀察到以波形表示的仿真結(jié)果。 變 頻 調(diào) 速 仿 真 系 統(tǒng) 模 塊 參 數(shù) 設(shè) 置 SPWM Generator 模 塊 參 數(shù) ：(1) Generator Mode。 指 明 產(chǎn) 生 的 脈 沖 的 路 數(shù) ， 這 主 要 取 決 于 控 制 的 逆 變器 的 類 型 ， 單 項(xiàng) T 型 電 路 包 含 一 個 橋 臂 ， 相 應(yīng) 地 需 要 PWM Generator 模 塊 產(chǎn)生 兩 路 脈 沖 ； 單 相 H 型 電 路 包 含 兩 個 橋 臂 ， 相 應(yīng) 地 需 要 產(chǎn) 生 4 路 脈 沖 ； 三 相逆 變 器 包 含 三 個 橋 臂 ， 相 應(yīng) 地 需 要 產(chǎn) 生 6 路 脈 沖 。 PWM Generator 模 塊 最 多 可以 控 制 兩 個 三 相 逆 變 器 ， 這 時 需 要 產(chǎn) 生 12 路 脈 沖 。 該 仿 真 系 統(tǒng) 中 選 擇 6 路 脈沖 。(2) Carrier frequency (Hz)。 選 擇 三 角 載 波 信 號 的 頻 率 。 該 仿 真 系 統(tǒng) 中 載波 頻 率 為 1500Hz。(3) Internal generator of modulating signal。 如 果 選 擇 了 這 項(xiàng) ， 調(diào) 制 信 號 將南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）29由 模 塊 內(nèi) 部 產(chǎn) 生 ， 否 則 調(diào) 制 信 號 由 模 塊 外 部 產(chǎn) 生 。 該 系 統(tǒng) 中 調(diào) 制 信 號 由 外 部 產(chǎn)生 ， 不 需 選 擇 這 項(xiàng) 。(4) generation Modulation index(0m1)。 選 擇 調(diào) 制 比 m， 用 來 控 制 輸 出 的電 壓 基 波 信 號 的 幅 值 。 只 有 當(dāng) 選 擇 了 Internal generation of modulating signal， 才 需 要 選 擇 這 一 項(xiàng) 。(5) Frequency of output voltage 。 選 擇 輸 出 基 波 電 壓 的 頻 率 ， 實(shí) 際 就 是 選擇 調(diào) 制 函 數(shù) 的 頻 率 。 只 有 當(dāng) 選 擇 了 Internal generation of modulating signal， 才需 要 選 擇 這 項(xiàng) 。 脈 沖 寬 度 調(diào) 制 器 的 仿 真 模 塊 可 以 在 SimPowerSystems 中 調(diào) 用 ，在 圖 51 中 就 調(diào) 用 了 Discrete PWM Generator 模 塊 。圖 52 SimPowerSystems 中 的 Discrete PWM 模 塊 的 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 。圖 52 Discrete PWM Generator 模 塊可 以 看 出 Discrete PWM Generator 模 塊 純 粹 是 由 Simulinks 中 的 模 型 構(gòu) 成的 ， 其 產(chǎn) 生 PWM 信 號 的 原 理 使 用 三 相 正 弦 調(diào) 制 信 號 與 三 角 波 載 波 信 號 進(jìn) 行 瞬時 值 的 比 較 ， 顯 然 這 是 純 原 理 性 的 PWM 算 法 。 如 果 需 要 研 究 其 他 的 PWM 算 法 ，需 要 自 己 另 外 構(gòu) 造 相 應(yīng) 的 模 塊 。 逆 變 器 模 塊 參 數(shù) ：(1) Power Electronic device=IGBT/Diodes。(2) Port configuration=ABC as output terminals。(3) Snubber Rs =le5 ,Cs=eps。(4) Ron=le – 3 。(5) Tail ： Tf =le – 6s ； Tt = 2e – 6s。南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）30在 第 (1)項(xiàng) 中 設(shè) 置 逆 變 器 中 開 關(guān) 元 件 的 類 型 ， 在 這 里 設(shè) 置 為IGBT/Diodes， 開 關(guān) 器 件 是 IGBT， Diodes 是 續(xù) 流 元 件 。在 第 (2)項(xiàng) 中 設(shè) 置 三 相 橋 式 電 路 的 結(jié) 構(gòu) 類 型 ， 將 ABC 做 為 輸 出 端 ， 三 相 橋式 電 路 就 成 為 將 直 流 電 壓 逆 變 為 交 流 電 壓 的 逆 變 器 。 如 果 將 ABC 作 為 輸 入 端 ，就 成 為 整 流 器 。 逆 變 器 模 型 中 包 括 了 開 關(guān) 元 件 的 緩 沖 電 路 ， 第 (3)項(xiàng) 就 是 設(shè) 置 阻 容 緩 沖 電路 的 電 阻 和 電 容 值 。 作 為 特 殊 情 況 ， 如 果 把 Cs 值 設(shè) 置 為 無 限 大 inf， 就 相 當(dāng)于 短 路 ， 緩 沖 電 路 為 純 電 阻 電 路 。 如 果 把 Cs 值 設(shè) 置 為 MATLAB 中 的 機(jī) 器 零eps， 就 相 當(dāng) 于 開 路 ， 事 實(shí) 上 取 消 了 緩 沖 電 路 。 對 于 IGBT 構(gòu) 成 的 逆 變 器 電 路 ，一 般 不 需 要 緩 沖 電 路 ， 因 此 應(yīng) 當(dāng) 把 Cs 值 設(shè) 置 為 MATLAB 中 的 機(jī) 器 零 eps。 第 (4)項(xiàng) 設(shè) 置 開 關(guān) 管 的 導(dǎo) 通 電 阻 。 第 (5)項(xiàng) 設(shè) 置 開 關(guān) 管 的 開 關(guān) 時 間 。 逆 變 器 模 塊 中 的 端 口 Pulses 是 脈 沖 控 制 信 號 的 輸 入 端 ， 脈 沖 寬 度 調(diào) 制 器 產(chǎn)生 的 脈 沖 從 這 里 輸 入 到 逆 變 器 中 去 。逆 變 器 中 的 直 流 母 線 電 壓 可 以 通 過 調(diào) 入 直 流 電 壓 源 模 塊 來 設(shè) 置 。 相 異 步 電 動 機(jī) 的 模 塊 參 數(shù) ：三 相 異 步 電 機(jī) 的 仿 真 模 塊 Motor 的 原 形 是 SimPowerSystems 中 的Asynchronous Machine SI Units 模 塊 ； 電 機(jī) 模 塊 可 以 按 照 電 動 機(jī) 的 模 式 工 作 ，也 可 以 按 照 發(fā) 電 機(jī) 的 模 式 工 作 ， 這 由 輸 入 的 轉(zhuǎn) 矩 Ts 來 區(qū) 分 ， 當(dāng) Tm 為 正 時 ，工 作 在 電 動 機(jī) 狀 態(tài) ， 當(dāng) Tm 為 負(fù) 時 ， 工 作 在 發(fā) 動 機(jī) 狀 態(tài) 。三 相 異 步 電 動 機(jī) 是 一 種 機(jī) 械 電 氣 一 體 化 的 系 統(tǒng) ， 其 仿 真 數(shù) 學(xué) 模 型 的 電 氣 部 分一 般 可 由 4 階 狀 態(tài) 方 程 描 述 ， 機(jī) 械 部 分 可 由 2 階 段 狀 態(tài) 方 程 描 述 。SimPowerSystems 中 的 Asynchronous Machine SI Units 模 塊 也 是 依 照 這 種 方 式建 立 的 。 這 里 從 應(yīng) 用 的 角 度 介 紹 電 機(jī) 模 塊 的 參 數(shù) 設(shè) 置 。三 相 異 步 電 機(jī) 模 型 包 括 如 下 參 數(shù) ：(1) Rotor Type。 選 擇 電 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 子 類 型 ， 三 相 異 步 電 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 子 有 繞 線 轉(zhuǎn) 子 和籠 形 轉(zhuǎn) 子 兩 種 ， 可 以 在 這 一 項(xiàng) 里 選 擇 。 該 仿 真 系 統(tǒng) 中 選 擇 Squirrelcage。(2) Reference Frame。 選 擇 電 機(jī) 數(shù) 學(xué) 模 型 的 參 照 坐 標(biāo) 系 ， 可 以 選 擇 定 子坐 標(biāo) 系 、 轉(zhuǎn) 子 坐 標(biāo) 系 或 同 步 坐 標(biāo) 系 。 參 照 坐 標(biāo) 系 俄 不 同 ， 會 影 響 仿 真 的 速 度 ，在 一 定 的 情 況 下 還 會 影 響 仿 真 的 速 度 ， 在 一 定 的 情 況 下 還 會 影 響 仿 真 的 精 度 。南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）31一 般 來 說 如 果 定 子 電 壓 不 是 連 續(xù) 的 ， 或 者 是 不 平 衡 的 ， 而 轉(zhuǎn) 子 電 壓 是 平 衡 的 ，應(yīng) 當(dāng) 選 者 定 子 坐 標(biāo) 系 。 如 果 轉(zhuǎn) 子 電 壓 是 是 不 連 續(xù) 的 ， 或 者 是 不 平 衡 的 ， 而 定 子電 壓 是 平 衡 的 ， 應(yīng) 當(dāng) 選 擇 轉(zhuǎn) 子 坐 標(biāo) 系 。 如 果 定 子 、 轉(zhuǎn) 子 的 電 壓 都 是 連 續(xù) 的 并 且是 平 衡 的 ， 選 擇 定 子 坐 標(biāo) 系 或 者 同 步 坐 標(biāo) 系 都 可 。 逆 變 器 供 應(yīng) 的 三 相 籠 形 異 步電 動 機(jī) ， 定 子 電 壓 是 不 連 續(xù) 的 ， 而 轉(zhuǎn) 子 電 壓 是 零 ， 因 而 應(yīng) 當(dāng) 選 用 定 子 坐 標(biāo) 系 。(3) Nom P