基于matlab異步電動機矢量控制系統(tǒng)的仿真-閱讀頁
2025-07-08 17:57本頁面
【正文】 ）在分析轉(zhuǎn)差頻率控制規(guī)律時，是從異步電機穩(wěn)態(tài)等效電路和穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩公式出發(fā)的，所謂的“保持磁通 Fm恒定”的結(jié)論也只在穩(wěn)態(tài)情況下才能成立。（2）Us = f (w1 , Is) 函數(shù)關(guān)系中只抓住了定子電流的幅值，沒有控制到電流的相位，而在動態(tài)中電流的相位也是影響轉(zhuǎn)矩變化的因素。然而，如果轉(zhuǎn)速檢測信號不準確或存在干擾，也就會直接給頻率造成誤差，因為所有這些偏差和干擾都以正反饋的形式毫無衰減地傳遞到頻率控制信號上來了。該系統(tǒng)主電路采用了SPWM電壓型逆變器，這是通用變頻器常用的方案。圖31轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制系統(tǒng)原理框圖系統(tǒng)的控制部分由給定、PI調(diào)節(jié)器、函數(shù)運算、二相/三相坐標變換、PWM脈沖發(fā)生器等環(huán)節(jié)組成。放大器GG2和積分器組成了帶限幅的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR。函數(shù)運算模塊ws*根據(jù)定子電流的勵磁分量和轉(zhuǎn)矩分量計算轉(zhuǎn)差s，并與轉(zhuǎn)子頻率想加得到定子頻率1，再經(jīng)積分器得到定子電壓矢量轉(zhuǎn)角。dq0/abc是輸出是PMW發(fā)生器的三相調(diào)制信號，因為調(diào)制信號幅度不能大于1，在dq0/abc輸出后插入衰減環(huán)節(jié)G4。該系統(tǒng)的主要特點：（1）主電路SPWM電壓型逆變器，開關(guān)器件采用IGBT,這是通用變頻器常用的方案；（2）轉(zhuǎn)速采用轉(zhuǎn)差頻率矢量控制，即，在轉(zhuǎn)速變換過程中，異步電動機的定子電流頻率始終跟隨轉(zhuǎn)子的實際轉(zhuǎn)速而同步升降，從而使轉(zhuǎn)速 調(diào) 節(jié)吏加平滑。根據(jù)式（1）（4）和圖31可知，在保持磁通恒定的條件下，電動機的Te由Ile計算，磁通也可以通過Ilm計算。其中，GGGGGG6的放大倍數(shù)分別為3.、0071/。該系統(tǒng)較復(fù)雜，容易出現(xiàn)收斂問題，經(jīng)試用各種計算方法，最終選用步長算法ode5，步長取e5。圖(a)中可以看到，轉(zhuǎn)速隨時間的變化逐漸增大。圖(c)顯示，電機空載起動達到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時，電流值下降為起動電流20A。同樣，圖(b)中，在加載后電動機轉(zhuǎn)矩也隨之增加，達到給定值Te=80 N圖(e)反應(yīng)了系統(tǒng)坐標變換模塊和函數(shù)運算模塊變換后輸出信號波形，經(jīng)2r／3s變換后的三相調(diào)制信號的幅值在調(diào)節(jié)過程是逐步增加的，信號幅值的提高，保證了電動機電流在起動過程中保持不變。而磁場的變化則會影響轉(zhuǎn)矩的變化，圖(k)所示轉(zhuǎn)矩在一開始即電動機零狀態(tài)起動時，大幅度變化，當(dāng)磁場變化逐漸規(guī)則時，轉(zhuǎn)矩變化也開始在小范圍內(nèi)波動，幾乎保持穩(wěn)定。針對直接轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制系統(tǒng)的缺點，在分析轉(zhuǎn)差頻率矢量控制系統(tǒng)方法原理的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了轉(zhuǎn)差頻率矢量控制的異步電機調(diào)速系統(tǒng)仿真模型，并對這種模型進行了仿真研究與分析。實驗中發(fā)現(xiàn)；系統(tǒng)中PI調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)K積分系數(shù)K2與坐標變換模塊輸出信號的放大系數(shù)需要配合調(diào)節(jié)，當(dāng)偏差較大時，調(diào)節(jié)K1，以快速減少偏差；當(dāng)偏差達到要求后，調(diào)節(jié)K2，以消除穩(wěn)態(tài)誤差。仿真與實驗結(jié)果驗證了轉(zhuǎn)差頻率矢量控制的異步電機調(diào)速系統(tǒng)具有良好的動、靜態(tài)控制性能。經(jīng)過不斷的嘗試發(fā)祥為了減少仿真需要的時間，可以在仿真中減小了電動機的轉(zhuǎn)動慣量，但是過小轉(zhuǎn)動慣量容易使系統(tǒng)發(fā)生振蕩，要通過調(diào)節(jié)參數(shù)來觀測參數(shù)變化對系統(tǒng)的影響。通過這次分組實驗中，我們小組完成的是“轉(zhuǎn)差率控制的矢量控制系統(tǒng)仿真模型”，最初遇到了很多困難，最主要的就是參數(shù)的正確設(shè)定，通過和同組人的討論分析后，我們仿真出來的圖也有了一定的起色，通過網(wǎng)上找資料和翻閱相關(guān)圖書，再通過自己的不斷嘗試最終得到了滿意的結(jié)果，讓我知道了學(xué)無止境的道理。這次的課程設(shè)計也讓我看到了團隊的力量，我認為我們的工作是一個團隊的工作，團隊需要個人，個人也離不開團隊，必須發(fā)揚團結(jié)協(xié)作的精神。在課程設(shè)計中只有一個人知道原理是遠遠不夠的，必須讓每個人都知道，否則一個人的錯誤，就有可能導(dǎo)致整個工作失敗。而這次設(shè)計也正好鍛煉我們這一點，這也是非
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