交流异步电动机矢量控制调速系统设计.doc

PAGE 目 录 TOC \o 1-2 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc328389189 摘 要 PAGEREF _Toc328389189 \h I HYPERLINK \l _Toc328389190 1绪论 PAGEREF _Toc328389190 \h 1 HYPERLINK \l _Toc328389191 1.1交流调速技术概况 PAGEREF _Toc328389191 \h 1 HYPERLINK \l _Toc328389192 1.2异步电动机矢量控制原理 PAGEREF _Toc328389192 \h 2 HYPERLINK \l _Toc328389193 2矢量控制理论 PAGEREF _Toc328389193 \h 4 HYPERLINK \l _Toc328389194 2.1矢量控制 PAGEREF _Toc328389194 \h 4 HYPERLINK \l _Toc328389195 2.2异步电机的动态数学模型 PAGEREF _Toc328389195 \h 5 HYPERLINK \l _Toc328389196 2.3 坐标变换 PAGEREF _Toc328389196 \h 7 HYPERLINK \l _Toc328389197 3矢量控制系统硬件设计 PAGEREF _Toc328389197 \h 9 HYPERLINK \l _Toc328389198 3.1矢量控制结构框图 PAGEREF _Toc328389198 \h 9 HYPERLINK \l _Toc328389199 3.2矢量控制系统的电流闭环控制方式思想 PAGEREF _Toc328389199 \h 9 HYPERLINK \l _Toc328389200 3.3各个子系统模块 PAGEREF _Toc328389200 \h 10 HYPERLINK \l _Toc328389201 3.4矢量控制的异步电动机调速系统模块 PAGEREF _Toc328389201 \h 12 HYPERLINK \l _Toc328389202 4 Simulink仿真 PAGEREF _Toc328389202 \h 13 HYPERLINK \l _Toc328389203 4.1 MATLAB/Simulink概述 PAGEREF _Toc328389203 \h 13 HYPERLINK \l _Toc328389204 4.2仿真参数 PAGEREF _Toc328389204 \h 13 HYPERLINK \l _Toc328389205 4.3仿真结果 PAGEREF _Toc328389205 \h 14 HYPERLINK \l _Toc328389206 5总结 PAGEREF _Toc328389206 \h 16 HYPERLINK \l _Toc328389207 参考文献 PAGEREF _Toc328389207 \h 17 PAGE I 摘 要 异步电机的物理模型之所以复杂，关键在于各个磁通间的耦合。本设计把异步电动机模型解耦成有磁链和转速分别控制的简单模型，就可以模拟直流电动机的控制模型来控制交流电动机。综合矩阵变换的控制策略及异步电动机转子磁场定向理论，采用计算机仿真方法分别建立了矩阵变换仿真模型以及基于矩阵变换的异步电动机矢量控制系统仿真模型，对矩阵变换的控制原理、输入、输出性能以及矢量控制系统的优质的抗扰能力及四象限运行特性进行分析验证，展现了该新型交流调速系统的广阔发展前景，并针对基于矩阵变换的异步电动机矢量控制系统的特点，着重对矢量控制单元进行了软件设计。直接矢量控制就是一种优越的交流电机控制方式，它模拟直流电机的控制方式使得交流电机也能取得与直流电机相媲美的控制效果。本文研究了矢量控制系统中磁链调节器的设计方法。并用MATLAB最终得到了仿真结果。 关键词：坐标变换；矢量控制；MATLAB/simulink PAGE 2 1绪论 1.1交流调速技术概况 工农业生产、交通运输、国防军事以及日常生活中广泛应用着电机传动，其中很多机械有调速要求，如车辆、电梯、机床及造纸机械等，而风机、水泵等为了减少损耗，节约电能也需要调速。过去由于直流调速系统调速方法简单、转矩易于控制，比较容易得到良好的动态特性，因此高性能的传动系统都采用直流电机，直流调速系统在变速传动领域中占统治地位。但是直流电机的机械接触式换向器结构复杂、制造成本高、运行中容易产生火花、需要经常的维护检修，使得直流传动系统的运营成本很高，特别是由于换向问题的存在，直流电机无法做成高速大容量的机组