【正文】 電動(dòng)機(jī)，特別是鼠籠型交流異步電動(dòng)機(jī)，由于它結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，價(jià)格低廉，體積小 (與同容量的直流電機(jī)相比 )，并且堅(jiān)固耐用，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，運(yùn)行可靠，維護(hù)簡單，可用于惡劣場合等優(yōu)點(diǎn)，在各種場合得到了廣泛的應(yīng)用。 (3)無法應(yīng)用在粉塵、腐蝕性氣體和易燃易爆的場合。 （ 2)由于換向器的換向問題的存在，對調(diào)速系統(tǒng)容量和最高速度有限制。在使用時(shí)由于換向器的存在， 調(diào)速系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。但是直流電動(dòng)機(jī)本身具有機(jī)械接觸式換向器，這使得直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用帶來一些問題。因此直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)比較容易獲得優(yōu)良的動(dòng)態(tài)性能。同時(shí)直流調(diào)速系統(tǒng)與交流調(diào)速系統(tǒng)相比無論從理論土還是實(shí)踐上都十分成熟。在 20 世紀(jì) 70 年代以前的很長一段時(shí)間內(nèi)，直流調(diào)速占統(tǒng)治地位，交流調(diào)速系統(tǒng)的 方案雖然己有多種發(fā)明并得到實(shí)際應(yīng)用，但其性能始終無法與直流調(diào)速系統(tǒng)相匹敵。其中許多的機(jī)械對調(diào)速有要求，如城市無軌電車，鐵路牽引機(jī)車，電梯、機(jī)床、造紙機(jī)械、紡織機(jī)械等等，為了滿足運(yùn)行、生產(chǎn)工藝的要求需要調(diào)速 。而電能的生產(chǎn)、交換、傳輸、分配、使用和控制等，都必須利用電機(jī)來完成。 交流調(diào)速系統(tǒng)由于采用了無換向器的交流電動(dòng)機(jī)作為調(diào)速傳動(dòng)設(shè)備，突破了直流電動(dòng)機(jī)所帶來的種種限制，可以滿足生產(chǎn)生活的各種需求，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α? 總之，由于直流電動(dòng)機(jī)存在的這些 問題，使得直流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用受到了極大的限制，也使得直流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用受到相應(yīng)的限制。這樣導(dǎo)致直流調(diào)速系統(tǒng)的維護(hù)工作量大，運(yùn)行成本高，同時(shí)由于定期的停機(jī)檢修也造成了生產(chǎn)效率的下降。 (2)為使直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械式換向器能夠可靠的工作，往往要增大電樞和換向器的直徑，導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大，對于要求快速響應(yīng)的生產(chǎn)場合就不能夠?qū)崿F(xiàn)。而且，大功率的電機(jī)制造技術(shù)難，成本高。采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可以獲得優(yōu)良的靜、動(dòng)態(tài)調(diào)速特性，因此直流調(diào)速在很長時(shí)間以來 (20 世紀(jì) 80 年代以前 )一直占據(jù)主導(dǎo)地位。 直流調(diào)速系統(tǒng)可以在額定轉(zhuǎn)速以下通過保持勵(lì)磁電流改變電樞電壓的方法實(shí) 現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速 。 關(guān)鍵詞 ： 異步電動(dòng)機(jī)、矢量控制、 MATLAB 仿真 Abstract ： Vector control(VC) is based on motor unification principle,energy conversion and vector coordinate transformation transforming coordinate, The stator current is deposing two DC parts which orientated as the rotator magic field and controlled magic flux and torque are decoupled. It controls the asynchronous motor as a synchronous way. This paper does some research works of the asynchronous motor flux vector control closedloop research and exploration. Through the space vector coordinate transformation, and the modeling of system,including DC power supply, inverter, AC motor, rotor flux current model, the ASR, ATR,AΨR and modules. And the control system is MATLAB/Simulink analysis. Key Words： Asynchronous Motor,Vector Control,MATLAB Simulation 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 一、 緒論 交直流調(diào)速系統(tǒng)的相關(guān)概念及比較 交流調(diào)速系統(tǒng)是以交流電動(dòng)機(jī)作為控制對象的電力傳動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)。通過空間矢量的坐標(biāo)變換，對系統(tǒng)進(jìn)行建模，其中包括直流電源、逆變器、電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)子磁鏈電流模型、 ASR、 ATR、 AΨ R 等模塊。課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)的仿真模型設(shè)計(jì) 中文摘要 ： 矢量控制是在電機(jī)統(tǒng)一理論、機(jī)電能量轉(zhuǎn)換和坐標(biāo)變換理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它的思想就是將異步電動(dòng)機(jī)模擬成直流電動(dòng)機(jī)來控制，通過坐標(biāo)變換，將定子電流矢量分解為按轉(zhuǎn)子磁場定向的兩個(gè)直流分量并分別加以控制，從而實(shí)現(xiàn)磁通和轉(zhuǎn)矩的解耦控制，達(dá)到直流電機(jī)的控制效果。本文針對異步電動(dòng)機(jī)磁鏈閉環(huán)矢量控制進(jìn)行研究和探索。并對控制系統(tǒng)進(jìn)行了 MATLAB/Simulink 仿真分析。直流調(diào)速系統(tǒng)是以直流電動(dòng)機(jī)作為控制對象的電力傳動(dòng)自控系統(tǒng)。在額定轉(zhuǎn)速以上通過保持電樞電壓改變勵(lì)磁電流來實(shí)現(xiàn)恒功率調(diào)速。 但是，由于直流電動(dòng)機(jī)本身結(jié)構(gòu)上存在機(jī)械式換向器和電刷這一致命弱點(diǎn)，這就給直流調(diào)速系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用帶來了一系列的限制，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 : (1)機(jī)械式換向器表面線速度及換向電流、電壓有一定的限值，這極大的限制了單臺電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和運(yùn)行功率。對于高轉(zhuǎn)速大功率 的電動(dòng)機(jī)應(yīng)用場合，直流調(diào)速方法是行不通的。 (3)機(jī)械式換向器帶來的另外一個(gè)麻煩就是必須經(jīng)常檢修和維護(hù)，因?yàn)殡娝⒁仨毝ㄆ诟鼡Q。 (4)由于電刷的電火花，直流電機(jī)也不能應(yīng)用于易燃易爆的生產(chǎn)場合，對于多粉塵和多腐蝕性氣體的地方也不適用。 相對于直流電動(dòng)機(jī)而言，交流電動(dòng)機(jī) (特別是鼠籠型異步電動(dòng)機(jī) )具有許多優(yōu)點(diǎn) :結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、價(jià)格便宜、堅(jiān)固耐用、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、運(yùn)行可靠、少維修、使用環(huán)境及結(jié)構(gòu)發(fā)展不受限制等優(yōu)點(diǎn)。 交流調(diào)速系統(tǒng)的歷史和現(xiàn)狀 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 電能是現(xiàn)代社會最廣泛使用的一種能量形式，具有生產(chǎn)和變 換比較經(jīng)濟(jì)、傳輸和分配比較容易，使用和控制比較方便的特點(diǎn)，因此成為國民經(jīng)濟(jì)各部門動(dòng)力的主要來源。所以電機(jī)傳動(dòng)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、國防軍事設(shè)施以及日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用。另一類機(jī)械如風(fēng)機(jī)、水泵等為了減少運(yùn)行損耗、節(jié)約電能也需要調(diào)速。因?yàn)橹绷髡{(diào)速系統(tǒng)具有啟制動(dòng)性能良好，調(diào)速范圍廣，調(diào)速精度高，控制方案簡單高效等突出的優(yōu)點(diǎn)。對于直流電機(jī)而言，只需要改變電機(jī)的輸入電壓或勵(lì)磁電流，就可以在很廣的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，而且在磁場恒定的條件下它的轉(zhuǎn)矩和電樞電流成正比，轉(zhuǎn)矩易于控制。并且隨著半導(dǎo)體變流器件的發(fā)展，直流調(diào)速系統(tǒng)也從旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組 (G 一一 M系統(tǒng) )，靜止 可控硅變流器調(diào)速系統(tǒng) (V 一 M 系統(tǒng) )發(fā)展到目前為止還在很多領(lǐng)域 (鐵路用的直流牽引機(jī)車和城市無軌電車等 )廣泛應(yīng)用的直流斬波器和脈沖寬度調(diào)制器直流調(diào)速系統(tǒng)。 （ 1）首先電機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造費(fèi)時(shí)，價(jià)格昂貴。因?yàn)閾Q向器的機(jī)械強(qiáng)度不高，電刷易磨損，需要經(jīng)常維護(hù)檢修。無法感應(yīng)電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的研究與仿真做成高速大容量的機(jī)組 。 所有這些使得直流拖動(dòng)系統(tǒng)無法適應(yīng)現(xiàn)代拖動(dòng)系統(tǒng)向高速大容量方向發(fā)展的趨勢。但是交流調(diào)速比較困難，與直流電機(jī)氣隙磁場有勵(lì)磁繞組產(chǎn)生，交流電機(jī)的氣隙磁場則是有定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組共同產(chǎn)生，這就使得交流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩不課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 再與定子電流成正比關(guān)系。自 20 世紀(jì) 30 年代人們開始進(jìn)行交流調(diào)速技術(shù)的研究，認(rèn)識到變頻調(diào)速是交流電動(dòng)機(jī)的一種最好的調(diào)速方式，他既能實(shí)現(xiàn)寬范圍無級調(diào)速，又具有很好的動(dòng)態(tài)性能。直到上世紀(jì)六七十年代電力電子技術(shù)和控制技術(shù)的相繼出現(xiàn)和飛速發(fā)展最終促成高性能可與直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美的交流調(diào)速系統(tǒng)的出現(xiàn)，到目前交流調(diào)速在電力拖動(dòng)中已占據(jù)主導(dǎo)地位。得到了類似于直流電機(jī)的模型， 1980 年，日本 .ANabas 教授和山村昌教授提出轉(zhuǎn)差矢量控制系統(tǒng)，標(biāo)志著矢量控制理論的初步形成。因此 DTC 無需對定子電流進(jìn)行解藕， 不需要復(fù)雜的矢量變換計(jì)算，控制結(jié)構(gòu)簡單，目前也是矢量控制研究的一個(gè)重要分支。從而進(jìn)一步拓展變頻器的適用范圍。 總的來說，由于電力電子器件的飛速發(fā)展，各種價(jià)格便宜，性能優(yōu)越的微處理器芯片的不斷涌現(xiàn)如 :適合運(yùn)動(dòng)控制的 16位高檔單片機(jī)以及德州儀器的TMS240X 系列 DSP 芯片，促進(jìn)了交流調(diào)速系統(tǒng)從模擬控制系統(tǒng)向 數(shù)字控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變?？梢哉f數(shù)字化將成為控制技術(shù)的發(fā)展方向。這兩種方案作為高性能的調(diào)速系統(tǒng)，都能實(shí)現(xiàn)較高的靜、動(dòng)態(tài)性能，但兩種系統(tǒng)的具體控制方法不一樣，因而具有不同的特色和課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家