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1 变频调速系统及其控制原理 异步电动机变频调速系统由变频器、异步电动机及控制系统构成. 根据变频器的类型和控制方式的不同,异步电动机变频调速系统有多种类型.(图1)是采用交-直-交变换的感应电动机变频调速系统结 构示意图, 其中逆变器由MOSFET电力电子开关构成,它将直流电压变为变压变频三相交流电压,驱动感应电动机调速运行.逆变器输出的电压和频率是可控制的,最常用的方案是PWM(脉冲宽度调制).根据应用要求、期待的性能和控制器设计的复杂性,变频器供电的感应电动机驱动能通过各种方案来进行控制,最常用的有:(1)定子 电压/频率控制;(2)定子电流和开环磁通控制;(3)矢量控制. 这种控制方案的基本原理是通过转差频率闭环控制电动机的转矩, 从而调节电动机的转速, 其原理框图如图2所示. 2.系统模型 图3 是转差频率控制变频调速系统的MATLAB仿真模型.异步电动机由一个电流控制型PWM变流器供电,驱动一个机械负载(用惯量J、摩擦系数B和负载转矩TL表示).它由异步电动机模块、异步电动机测量模块、变频器模块、速度调节器、电流调节器、函数发生器、三相可控振荡器以及测量模块等构成. PWM逆变器模型 PWM变频器的整流部分用360V直流电压源表示.逆变器由6个MOSFET 电力电子开关模块构成其模型如图 所示,每个MOSFET模块中有一个MOSFET开关,并有一个与其缓冲电路并联的二极管 . 图4MOSFET逆变器模型 Fig.4MOSFET inverter model 速度调节器采用Simulink中的元件建模,如图5所示.它采用PI控制, 其比例系数Kp=2.5,积分系数Ki=0.145. 电流调节器由三个滞环控制器构成,如图7所示. 仿?? 真 设置异步电动机的参数:2.2kW,220V,4极,60Hz,定子电阻Rs=0.43,定子漏电感Lls=2mH,互感Lm=69.1mH,转子电阻Rr=0.816,转子漏感Llr=2mH,转动惯量J=0.089kg.m,摩擦系数F=0.05N.m.s.