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《電機(jī)分析論文-基于matlab交流異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)建模與仿真》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、sdRS+LSP-①LsLn,P-Ct>sg⑺LSRs+LsP①'L。LcPrdL,nPR,+LrP-咕r,_仍ALfflp①sLrR,+Lri基于MATLAB交流異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)建模與仿真李書圣，電氣1302班，130301208摘要:在分析異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型及矢:W:控制原理的基礎(chǔ)上,利用MATLAB建立異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)仿真模型。仿真結(jié)果表明該系統(tǒng)轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、穩(wěn)態(tài)靜差小、抗負(fù)載擾動(dòng)能力強(qiáng)，驗(yàn)證了交流電機(jī)矢量控制的可行性、有效性。V,/Vsc,—yrq_mLfn0Lrhdlrd(2.2)(2.6)lblsd關(guān)
2、鍵詞：交流異步電機(jī)，矢量控制，MATLAB1、引言本文研宄交流異步電機(jī)矢:k控制調(diào)速系統(tǒng)的建模與仿真。利用MATLAB中的電氣系統(tǒng)模塊構(gòu)建異步電機(jī)矢量控制仿真模型，并對(duì)其動(dòng)、靜態(tài)性能進(jìn)行仿真試驗(yàn)。仿真試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了矢量控制方法的有效性、可行性。2、參數(shù)由于交流異步電機(jī)在A-B-C坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型比較復(fù)雜，需要通過(guò)兩次坐標(biāo)變換來(lái)簡(jiǎn)化交流異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。一次是三相靜止坐標(biāo)系和兩相靜止坐標(biāo)系之間的變換（簡(jiǎn)稱3s/2s變換），另一次是兩相靜止和兩相同步旋轉(zhuǎn)平標(biāo)系之間變換（簡(jiǎn)稱2s/2r變換）。通過(guò)這兩次變換，就可以得到在任意旋轉(zhuǎn)
3、坐標(biāo)系d-q坐標(biāo)系下交流異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。在d-q坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型如下：⑴電壓方程：（2.1）（2）磁鏈方程:⑶轉(zhuǎn)矩方程:(2.3)⑷運(yùn)動(dòng)方程:（2.4）三相靜止坐標(biāo)系和兩相靜止坐標(biāo)系A(chǔ)-B-C與兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d-q之間正變換3s/2r變換，反變換2r/3s分別為：isdI21cos3cos（沒-2;r/3）cos（權(quán)+2;r/3）sin—sin（汐一2;r/3）—sin（沒+2;z73）（2.5）cos汐一sin沒+2^-/3）-sin（沒+2;z73）子旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d_q坐標(biāo)系磁鏈定向在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系M-T坐標(biāo)系的M
4、軸時(shí)（此時(shí)d-q與M-T兩坐標(biāo)系重合，即d=m,q=t),應(yīng)有:下標(biāo)r一一表示定子、轉(zhuǎn)子；下標(biāo)t/、9一一表示6/軸、9軸;(2.7)巾此可得交流異步電機(jī)矢量解耦控制的控制方程：K=LA"(1+7?(2.8)3Te=-nPLlnisqVrlLr(2.9)lsd=MT處/Lm(2.10)⑴，Ln,isq!(Try/r)(2.11)d=^npcor+a)s)dt(2.12)Lr=L，Lm,Ls=L'ALm，Tr=LrIRr(2.13)式(2.1)~式(2.13)中：Rs、Rr一一定子電阻、轉(zhuǎn)子電阻；As、Llt.、L/n、Ls、L
5、r定子側(cè)電感、轉(zhuǎn)子側(cè)電感、定轉(zhuǎn)子互感、定子繞組電感、轉(zhuǎn)子繞組電感；叫、^、叫.——定子頻率的同步轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；e一一轉(zhuǎn)子磁鏈角；W、/、V—一電壓、電流、磁鏈；?——極對(duì)數(shù)；Tf一一轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)；J一一機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；Te、Ttn一一電磁轉(zhuǎn)矩、負(fù)載轉(zhuǎn)矩；F一一阻轉(zhuǎn)矩摩擦系數(shù)；P一一微分算子，p=d/dt；由式(2.8)和式(2.9)可以看出，轉(zhuǎn)子磁鏈％.只由走子電流勵(lì)磁分量U決定，當(dāng)轉(zhuǎn)子磁鏈％.達(dá)到穩(wěn)態(tài)并保持不變時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩7；只有定子電流轉(zhuǎn)矩分量‘決定，此吋磁鏈％.與電磁轉(zhuǎn)矩7；分別由幻、&獨(dú)立控制，實(shí)現(xiàn)了磁鏈和轉(zhuǎn)
6、矩的解耦。只要根據(jù)被控系統(tǒng)的性能要求合理確定~就可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩7；的瞬時(shí)控制和轉(zhuǎn)速69,.的高精度跟蹤。一、異步電機(jī)矢量控制仿真模型3.1.矢量控制Simulink仿真主電路圖3.1為矢量控制主電路，交流電機(jī)模塊選項(xiàng)可設(shè)置在任意坐標(biāo)系，包括兩相靜止坐標(biāo)系、轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系和同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的繞線式或鼠籠式的異步電機(jī)。本文選擇在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下建立鼠籠式電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,模塊的A、B、C是異步電機(jī)三相定子繞組輸入端，與1GBT逆變器的輸出端相連，構(gòu)成巾電壓型逆變器變頻驅(qū)動(dòng)的異步電機(jī)子模塊。逆變器模塊由6個(gè)TGBT功率管構(gòu)成通用橋路，由Si
7、mPowerSystems中的PowerElectronics庫(kù)的IGBT模塊構(gòu)成，逆變器的輸入pulses端為6路PWM控制信號(hào)，完成功率變換及調(diào)節(jié)功能,直流母線電壓VDC巾逆變器模塊的“+”、兩端輸入，它的輸出為三相ABC交流電壓。電機(jī)模塊本文仿真過(guò)程中測(cè)取了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速崎、電磁轉(zhuǎn)矩7；、電機(jī)定子電流/?、《、（，等，這5個(gè)參數(shù)與定子線電壓—起送給示波器模塊動(dòng)態(tài)顯示之。為了使仿真模型運(yùn)行速度加快，反饋環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)采用一階延遲環(huán)節(jié)1/z。圖3.1.三相異步電機(jī)矢量控制主電路圖3.2為矢璧控制模塊，工作原理為:轉(zhuǎn)速參考值叫*與光
8、電編碼器實(shí)測(cè)的轉(zhuǎn)速叫.之差A(yù)q.輸入到轉(zhuǎn)速控制器ASR，經(jīng)H算法得到轉(zhuǎn)矩指令值7；。定子電流的勵(lì)磁分量匕由匕計(jì)算模塊給出，轉(zhuǎn)矩分量&巾轉(zhuǎn)矩指令值7；和磁鏈估算值久計(jì)算出。匕和&經(jīng)過(guò)逆旋轉(zhuǎn)變換2r/2s和兩相一三相變換2s/3s,獲得定子電流指令值（；、＜、＜，與霍爾傳感器檢測(cè)
