第八章 交流调速系统的Matlab仿真.ppt

在Fcn模块参数对话框中，参数设定为0.069*u(1)/(u(2)*0.087+1e-3)，0.069是 数值。u(1)是 信号，u(2)是 信号，0.087是 数值，由于u(2)是变量，为了防止在仿真过程中分母出现0而使仿真中止，在分母中加入1e-3，即0.001。 从Fcn输出信号为 ，同转速信号 相加，就成为定子频率信号 ，用Integrator（路径为：Simulink/Continuous/Integrator）模块对定子频率信号积分后再加 ，就是同步旋转相位角信号，用Trigonometric Function模块（路径为：Simulink/Math Operations/Trigonometric Function）进行正弦、余弦运算，在Function后面编辑框中分别设 sin 和cos，就可得sin_cos端输入信号。 为了抑制转子磁链和电磁转矩的耦合性，也是采用Fcn模块，函数定义为 ，其中u(1)为转子磁链 ，u(2)为 。从Fcn模块出来的物理量为电动机电磁转矩 。 由于从电机检测单元出来的转速信号单位为 ，故用Gain模块使它变为单位为rad/min转速信号，参数设为60/6.28；连接到调节器ASR端口。 给定信号有转子磁链和转速信号，分别经过磁链调解器、ASR、ATR调解器后通过dq0_abc模块变成三相坐标系上的电流，前面已经分析，Matlab模块库中坐标变换模块幅值需要乘以系数，故用Gain模块（参数设置为 ），连接到滞环脉冲发生器，作为电流给定信号。 磁链调节器、转矩调节器和转速调节器均采用PI调节器，然后进行封装，图8-27是转速调节器的模型及封装后的子系统，磁链调节器和转矩调节器建模方法与此相同。各参数设置如下： ASR： ， 上下限幅为 [175 -175] ， 上下限幅为[60 -60] ， 上下限幅为[13 -13] ATR： 仿真结果 从仿真结果可以看出，当给定信号 时，在调节器作用下电机转速上升阶段，电流接近最大值，使得电机开始平稳上升，在0.6s左右时转速超调，电流很快下降，转速达到稳态280r/min；当给定信号 时，转速稳态值接近为480r/min。说明异步电动机的转速随着给定信号的变化而发生改变。整个变化曲线同实际情况非常类似。 绕线转子异步电动机在转子回路中串入与转子电势同频率的附加电势，通过改变附加电势的幅值和相位实现调速。在电机运转时，转差功率大部分被串入的附加电势所吸收，利用产生附加电势的装置，把所吸收的这部分转差功率回馈给电网，这样就使电动机在调速时有较高的效率，这种在绕线式异步电动机转子回路中串入附加电势的高效率的调速方法，称为串级调速。图8-29是双闭环异步电动机串级调速的仿真模型，下面介绍各部分仿真模型的建立与参数设置。 图8-29绕线转子异步电动机双馈调速系统的仿真模型 主电路是由三相电源、绕线转子异步电动机、桥式整流电路、电感、逆变器及逆变变压器组成。 电源模块就是取交流电压源模块AC Voltage Source，参数设置同前面相同，不再赘述。异步电动机模块取Asynchronous Machine，参数设置：绕线转子异步电动机，线电压为380V，频率为50Hz,其它参数为默认值。整流桥模块取Universal Bridge，参数设置为：电力电子器件为Diodes,其它参数为默认值。逆变桥Universal Bridge参数设置为：电力电子器件为Thyristors，其它参数亦为默认值。平波电抗器取模块（路径为：SimPowerSystems/Elements/Series RLC Branch），参数设置：电阻（Resistance）为0，电感（Inductance）为1e-3，电容（Capacitance）为inf。逆变变压器路径为：SimPowerSystems/Elements/Three-Phase Transformer(Two-Windings)，参数设置如图8-30所示。 控制电路由给定信号（Constant模块）、PI调节器（Discrete PI Controller模块）、比较信号（Sum模块），同步6脉冲发生装置（三个Voltage Measurement模块、一个Synchronized 6-Pulse Generator模块封装而成，同直流调速系统仿真中同步6脉冲发生装置完全相同。）、转速反馈信号（Gain模块）和电流反馈信号（Gain模块）等组成。