【正文】 9． 李海濤 鄧櫻 . 基礎(chǔ)與應(yīng)用技巧 北京：國防工業(yè)出版社， 2021。 7． 李發(fā)海 王巖 電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)（第 2 版） . 北京：清華大學(xué)出版社， 1994。 5． 任興權(quán) . 控制系統(tǒng)仿真與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) . 沈陽：東北大學(xué)出版社， 1986。 3． 陳伯石 . 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)（第 2 版） . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021。 畢業(yè)論文 參考文獻(xiàn) 1． S. Wiggins. Introduction to Applied Nonlinear Dynamical System and Chaos. SpringerVerlag， 1990。再次給他們獻(xiàn)上最誠摯的謝意并以最深的祝福。在此論文脫稿之際，我再一次向他致以最誠摯的謝意。柴老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中給予了我諄諄教誨和無私幫助。 首先，我誠摯地感謝我的導(dǎo)師柴利老師。然而對于同步電機(jī)而言，實(shí)際運(yùn)用中的主要調(diào)速手段為變頻控制，因此有必要在今后的研究工作中加入變頻器控制從而體現(xiàn)其實(shí)用價(jià)值。 本次設(shè)計(jì)主要運(yùn)用了 MATLAB/Simulink 模擬了同步電機(jī)的起動(dòng)運(yùn)行情況，設(shè)計(jì)過程中的主要障礙在于電機(jī)數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)得出，一旦得出數(shù)學(xué)模型，建模的工作就能較輕松的進(jìn)行。當(dāng)功能需求變化時(shí)，無須重新創(chuàng)建工程，只須在原有的基礎(chǔ)上作一些增加、刪除或修改即可。 畢業(yè)論文 第 6章 結(jié)論 由于面向?qū)ο蠹夹g(shù)存在一系列突出優(yōu)點(diǎn)，近年來這種技術(shù)越來越受到人們的重視，對它的應(yīng)用和研究遍及計(jì)算機(jī)軟件和硬件的各個(gè)領(lǐng)域。 畢業(yè)論文 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 001020304050I q s / A t i m e / s 圖 53 定子 q 相電流的時(shí)間響應(yīng) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1005101520253035I d s / A t i m e / s 圖 54 定子 d 相電流的時(shí)間響應(yīng) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3 0 2 5 2 0 1 5 1 0505I d r p / A t i m e / s 圖 55 轉(zhuǎn)子 d 相電流的時(shí)間響應(yīng) 畢業(yè)論文 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0010I q r p / A t i m e / s 圖 56 轉(zhuǎn)子 q 相電流的時(shí)間響應(yīng) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 105051015202530354045T E N / m t i m e / s 圖 57 電磁轉(zhuǎn)矩的時(shí)間響應(yīng) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100200400600800100012001400160018002021w m r a d / s t i m e / s 圖 58 輸出轉(zhuǎn)速的時(shí)間響應(yīng) 畢業(yè)論文 小結(jié) 本次模擬主要仿真同步 電機(jī)的起動(dòng)特性，從輸出圖象可以看出，系統(tǒng)在經(jīng)歷了一開始的動(dòng)蕩后，在段時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定在一定轉(zhuǎn)速上，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。 畢業(yè)論文 第 5章 系統(tǒng)仿真運(yùn)行 輸出結(jié)果穩(wěn)定情況 仿真前各常量的取值如下： rs= r’r= Ω J=Lls=Llr’= Lm= Ls= Bm=0 輸入的 abc 三相電流經(jīng)轉(zhuǎn)換后得出的 dq 相電壓時(shí)間相應(yīng)如下： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10020406080100120140160180200V q s / v t i m e / s 圖 51 q 相電壓時(shí)間相應(yīng) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 104202468x 1 01 1V d s / v t i m e / s 圖 52 d 相電壓時(shí)間響應(yīng) 電壓流進(jìn)電機(jī)內(nèi)部，經(jīng)過內(nèi)部一系列作用后，輸出定子、轉(zhuǎn)子的 dq 相電流響應(yīng)如圖(53)(58)所示。如圖 (45)下方所示 .調(diào)試中可以以改變 Bm 的值來調(diào)整輸出。 電機(jī) 電機(jī)模塊實(shí)際是一個(gè)矢量運(yùn)算模塊，其原理見式（ 315） 圖 44 電機(jī)控制框圖 運(yùn)用了四個(gè) fuction 模塊分別實(shí)現(xiàn)了式 (35)的功能，最后輸出定子、轉(zhuǎn)子的各相電流 設(shè)計(jì)完成后封裝為如圖（ 41）中的 subsystem 模塊。p i / 3 )*2c o s ( x ( 1 )*x ( 2 )Vp i / 3 )*2c o s ( x ( 1 )*x ( 2 )Vc o s ( x ( 1 ) )*x ( 2 )Vcba????????? (41) x(1)為電源頻率， x(2)為電壓幅值 abc/dq 轉(zhuǎn)換器 從模擬電源得到的只是三 相電壓，為了模型計(jì)算，需將其轉(zhuǎn)化成 d/q 坐標(biāo)下的值，轉(zhuǎn)化器設(shè)計(jì)如圖 43: 畢業(yè)論文 3 f 0s 2 f ds 1 f qs M ux M ux M A T LA B F un c t ion M A T LA B F c n s 1 I nt eg ra t or f (u ) F D em ux D em ux 4 w 3 f c s 2 f bs 1 f as 圖 43 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊 其原理是將三相電流表示為矩陣格式，而后用 matlab fuction 模塊實(shí)現(xiàn)矩陣乘法，乘上派克矩陣式（ 34），結(jié)果即為 d/q 坐標(biāo)下的 dq 兩相電壓。其中 Tl為負(fù)載轉(zhuǎn)矩，具體輸入為一個(gè)短時(shí)間的脈沖函數(shù)。其中對于輸出的機(jī)械轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為： lrme TdtdJT ?? ? （ 310） Prmr /2?? ? (311) rm? 為轉(zhuǎn)子的機(jī)械角速度， lT 為負(fù)載轉(zhuǎn)矩。比例控制能迅速反應(yīng)誤差，從而減小誤差，但比例控制不能消除穩(wěn)態(tài)誤差，比例系數(shù)的加大，會(huì)引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定；積分控制的作用是，只要系統(tǒng)存在誤差，積分控制作用就不斷地積累，輸出控制畢業(yè)論文 量以消除誤差，但積分作用太強(qiáng)會(huì)使系統(tǒng)超調(diào)加大，使系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩；微分控制可以減小超調(diào)量，克服振蕩，使系統(tǒng)地穩(wěn)定性提高，同時(shí)加快系統(tǒng)地動(dòng)態(tài)相應(yīng)速度，減小調(diào)整時(shí)間，從而改善系統(tǒng)地動(dòng)態(tài)性能。39。39。)(R e {23??????????????????（ 36） 因此，電功率在電機(jī)內(nèi)的終結(jié)有三個(gè)去向，第一部分消耗在定子和轉(zhuǎn)子的阻抗中，轉(zhuǎn)化成熱能；第二部分轉(zhuǎn)化為電機(jī)內(nèi)部儲(chǔ)存的磁能；剩下的那部分即用于輸出，轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。R e {23]})[(39。(39。)[((39。]}39。因此，簡言之，派克變換相當(dāng)于觀察點(diǎn)位置的變換 —— 將觀察點(diǎn)從空間不動(dòng)的定子上，轉(zhuǎn)移到空間旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上，并且將兩個(gè)位于轉(zhuǎn)子正、交軸向的等值定子繞組，替代實(shí)際的三相定子繞組。它的基礎(chǔ)是“任何一組三相平衡定子電流產(chǎn)生的合成磁場，總可由兩個(gè)軸線相互垂直的磁場所替代”的雙反應(yīng)原理。這種情況下中性軸分量上的電壓 sv0 和 rv0? 恒等于 0，解方程很容易，因此剩下的四個(gè)方程可以表示為一個(gè)矩陣 [2] ???????????????????????????????????????????????????????????????qrdrqsdsrrrrmmrrrrrmrmmmsssmmsssqrdrqsdsiiiipLrLpLLLpLrLpLpLLpLrLLpLLpLrvvvv.)()()()(????????????(214) 以上即為同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型。即，正值轉(zhuǎn)子電流將產(chǎn)生正值轉(zhuǎn)子繞組磁鏈。換言之，定子各相正值電流將產(chǎn)生各該相負(fù)值磁鏈。 abc/dq 模型的建立 建模背景 因?yàn)閷τ诰哂凶枘釛l的凸極機(jī)，由于空氣隙旋轉(zhuǎn)磁場總可以分解為兩個(gè)軸線與轉(zhuǎn)子正，交軸重合的脈動(dòng)磁場，因此模型得以建立。以下的分析都以理想同步電機(jī)為前提。這一假設(shè)表示略去所有的諧波磁勢、諧波磁通和相應(yīng)的諧波電勢，也略去諧波磁場產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩。這一假設(shè)包含以下幾方面：定子三相繞組完全相同，空間位置彼此相隔 2/3π電弧度；轉(zhuǎn)子每極 的勵(lì)磁繞組完全相同；阻尼條的設(shè)置對稱于正、交軸。這一假設(shè)不僅意味磁場和各繞組電流間有線形關(guān)系，也使在確定空 氣隙合成磁場時(shí)有可能運(yùn)用疊加原理