【正文】 ........................ II 1 緒論 .................................................................... 1 現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展 .............................................. 1 異步電動(dòng)機(jī)交流調(diào)速系統(tǒng)的類型 .................................... 2 交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)和動(dòng)向 .................................... 2 本文主要研究?jī)?nèi)容 .................................................... 2 轉(zhuǎn)差頻率控制的基本概念 .......................................... 2 基于異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)模型控制的轉(zhuǎn)差頻率控制規(guī)律 .................... 4 基于異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)態(tài)模型控制的轉(zhuǎn)差頻率矢量控制規(guī)律 .............. 5 2 異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差頻率間接矢量控制交流調(diào)速系統(tǒng) .............................. 7 異步電機(jī)的特點(diǎn) ...................................................... 7 三相異步電動(dòng)機(jī)的多變量非線性數(shù)學(xué)模型 ................................ 7 電壓方程 ........................................................ 8 磁鏈方程 ........................................................ 9 轉(zhuǎn)矩方程 ....................................................... 11 電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程 ........................................... 11 矢量控制技術(shù)思想 ................................................... 12 坐標(biāo)變換 ....................................................... 13 1． 坐標(biāo)變換的基本思想和原則 .......................................... 13 2．三相 兩相變換（ 3s/2s 變換） ........................................ 15 交流異步電機(jī)在兩相任意旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系 上的數(shù)學(xué)模型 ..................... 18 異步電機(jī)在兩相靜止坐標(biāo)系（ ?? 坐標(biāo)系）上的數(shù)學(xué)模型 .............. 20 異步電機(jī)在兩相同步旋轉(zhuǎn)系上的數(shù)學(xué)模型 ........................... 21 三相異步電動(dòng)機(jī)在兩相坐標(biāo)系上的狀態(tài)方程 ......................... 21 基于轉(zhuǎn)差頻率矢量控制調(diào)速系統(tǒng)的組成 ................................. 22 基于轉(zhuǎn)差頻率間接矢量控制調(diào)速系統(tǒng)的工作原理 ..................... 22 異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差頻率間接矢量控制公式推導(dǎo) ......................... 24 3 主電路與控制電路 ....................................................... 25 SPWM 逆變電路 .................................................... 25 控制電路的設(shè)計(jì) ..................................................... 26 轉(zhuǎn)速 PI 調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) ............................................. 26 函數(shù)運(yùn)算模塊的設(shè)計(jì) ............................................. 28 4 轉(zhuǎn)差頻率間接矢量控制的 matlab 仿真 ...................................... 30 仿真模型的搭建及參數(shù)設(shè)置 ........................................... 30 主電路模型 ..................................................... 30 IV 控制電路的模型搭建 ............................................. 31 仿真結(jié)果與分析 ..................................................... 33 仿真波形圖 ..................................................... 33 仿真結(jié)果分析 ................................................... 35 本章總結(jié) ........................................................... 35 參考文獻(xiàn) ................................................................ 36 致 謝 ................................................................... 37 1 1 緒論 現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展 在工業(yè)化的進(jìn)程中 ,電動(dòng)機(jī)作為將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的主要設(shè)備。 之后對(duì)異步電機(jī)的動(dòng)態(tài)模型做了分析，進(jìn)一步介紹 了異步電機(jī)的 坐標(biāo)變換 ， 對(duì)異步電機(jī)轉(zhuǎn)差頻 率矢量控制系統(tǒng)的基本原理進(jìn)行了闡述，通過(guò)仿真工作，證明了其可行性。 II 五、主要參考文獻(xiàn)（資料） ： [1]陳伯時(shí)．電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021． [2]王兆安，黃俊．電力電子技術(shù) [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021． [3]湯蘊(yùn)璆，史乃 .電機(jī)學(xué) [M]．北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. [4]洪乃剛．電力電子和電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的 MATLAB 仿真 [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出社，2021. [5]周淵深．交直流調(diào)速系統(tǒng)與 MATLAB 仿真 [M]．北京：中國(guó)電力出版社， 2021． [6]劉軍華．轉(zhuǎn)差率控制的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J]．電氣傳動(dòng)． 2021,38 (5)． [7]彭偉發(fā) ． VVVF交流調(diào)速系統(tǒng)的仿真與 DSP實(shí)現(xiàn) [J]. 棗莊學(xué)院學(xué)報(bào) . 2021, 26(2). 專業(yè)班級(jí) 電氣 0707 學(xué)生 設(shè)計(jì)（論文）工作起止日期 20211 年 3 月～ 20211 年 6 月 指導(dǎo)教師簽字 日期 專業(yè)（系）主任簽字 日期 III I 異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差頻率間接矢量控制 matlab仿真 摘要 本文基于 MATLAB 對(duì)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差頻率控制調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究。 。 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容： 。 3．能用 matlab 軟件對(duì)所研究的 調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行仿真。 I 太原理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 ： 異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差頻率間接矢量控制 matlab 仿真 一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基本要求： 1．掌握 異步電動(dòng)機(jī)工作的基本原理 及相關(guān)數(shù)學(xué)模型。 2．能用轉(zhuǎn)差頻率的控制方法實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的交流調(diào)速 。 4．獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 。 三、學(xué)生應(yīng)交出 設(shè)計(jì)文件（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)論文一本 四、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原始數(shù)據(jù)及資料： 電機(jī)額定有功 2238nP? W，額定電壓 nU =220V，額定頻率 nf =50HZ,定子電阻sR =? ，定子漏感 1sL =,轉(zhuǎn)子電阻 rR? =? ，轉(zhuǎn)子漏感 1rL? =，電機(jī)定轉(zhuǎn)子互感 mL =，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J = m? ,摩擦系數(shù) 0. 05 NF m s? ? ?,電機(jī)極對(duì)數(shù) 2p? 。首先分析了異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差頻率控制 技術(shù)的主要控制方法、基本組成與工作原理。最后，通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析，歸納出如下結(jié)論：?jiǎn)渭兊霓D(zhuǎn)差頻率控制帶載能力差，應(yīng)用轉(zhuǎn)差頻率矢量控制可增強(qiáng)電機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)能力且無(wú)需電壓補(bǔ)償。實(shí)際應(yīng)用中要求電機(jī)一方面要具有較高的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換效率 。電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能如何對(duì) 節(jié)省能量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 有著直接的決定性影響。 長(zhǎng)期以來(lái) ,直流電動(dòng)機(jī)由于調(diào)速性能優(yōu)越而掩蓋了結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點(diǎn)廣泛的應(yīng)用于工程過(guò)程中。在額定轉(zhuǎn)速以上運(yùn)行時(shí) ,保持電樞電壓恒定 ,可用改變勵(lì)磁的方法實(shí)現(xiàn)恒功率調(diào)速。因此 ,20 世紀(jì) 80 年代以前 ,在變速傳動(dòng)領(lǐng)域中 ,直流調(diào)速一直占據(jù)主導(dǎo)地位。 。 。 PWM 技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用優(yōu)化了變頻裝置的性能 ， 而且更重要的意義是抑制逆變器輸出電壓或電流中的諧波分量 ,從而降低或消除了變頻調(diào)速時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng) ,提高了電機(jī)的工作效率 ,擴(kuò)大了調(diào) 速系統(tǒng)的調(diào)速范圍。 1975 年 ,德國(guó)學(xué)者 F Blaschke 提出了矢量變換控制原理 ,采用參數(shù)重構(gòu)和狀態(tài)重構(gòu)的現(xiàn)代控制理論概念實(shí)現(xiàn)了交流電動(dòng)機(jī)定子電流的勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量之間的解藕 ,實(shí)現(xiàn)了將交流電動(dòng)機(jī)的控制過(guò)程等效為直流電動(dòng)機(jī)的控制過(guò)程 。 術(shù)的發(fā)展。數(shù)字化使得控制器對(duì)信息處理能力大幅度提高，各種計(jì)算輕易實(shí)現(xiàn)，從而 交流調(diào)速的現(xiàn)代控制方法 終于得以完全實(shí)現(xiàn)。 （ 2）轉(zhuǎn)速高且耐壓高。 （ 4）交流電機(jī)環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng)，堅(jiān)固耐用，可以 在十分惡劣的環(huán)境下使用。 （ 6）交流調(diào)速系統(tǒng)表現(xiàn)出 顯著的節(jié)能。轉(zhuǎn)差功率如何處理 ,是消耗掉還是回饋給電網(wǎng) ,可衡量異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的效率高低。 (2) 轉(zhuǎn)差功率回饋型調(diào)速系統(tǒng) 。 交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)和動(dòng)向 1． 智能化控制方法對(duì)交流調(diào)速系統(tǒng)的影響研究。取消通過(guò)機(jī)械連接的測(cè)速發(fā)電機(jī)及其他測(cè)速傳感器 ,實(shí)現(xiàn)無(wú)硬件測(cè)速傳感器的交流調(diào)速系統(tǒng)。主要措施是降低電力電子器件的開(kāi)關(guān)損耗。 。 提高系統(tǒng)的可靠性主要通過(guò)兩個(gè)途徑 :一是提高部件的設(shè)計(jì)和制造水平 。利用馬爾柯夫過(guò)程理論 對(duì)容錯(cuò)控制系統(tǒng)進(jìn)行可靠性建模 ,研究冗余和容錯(cuò)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)也是交流調(diào)速研究的新領(lǐng)域 ,是熱點(diǎn)課題之一。 由電力拖動(dòng)的基本方程式 : eL pJdTT n dt??? （ 11） 3 根據(jù)基本運(yùn)動(dòng)方程式，控制電磁轉(zhuǎn)矩 eT 就能控制 ddt?。 圖 異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)等效電路和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 電磁轉(zhuǎn)矩關(guān)系式： sRImPT ssee?????? 2221 （ 12） 由圖 異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)等效電路 圖可知 ： 21212rrgrLsREI?????????? ??? （ 13） 將 （ 13）代入（ 12）中得： 2121221112112121212133 ??????????????????????? ??rrrgprrrgpeLsRRsEnsRLsREnT?????? （ 14） 將 電機(jī)氣隙電動(dòng)勢(shì) mNsmNssg kNkNfE ???? 111 ? 代入 式（ 14） 得 2121221112223rrrmnsspeLsRRskNnT?????? （ 15） 令 1 ss??? 并定義為轉(zhuǎn)差頻率， 其中 2232m p s NsK n