交流異步電動機(jī)PWM控制

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1、電氣與電子信息工程學(xué)院《計算機(jī)仿真技術(shù)》考試答卷設(shè)計名稱：專業(yè)：班級：學(xué)號：學(xué)生姓名：2013年12月22日81、變頻調(diào)速控制方式1、簡述在各種異步電機(jī)調(diào)速調(diào)速控制系統(tǒng)中，變頻調(diào)速的性能最好。調(diào)速范圍大，靜態(tài)穩(wěn)定性好，運(yùn)行效率高。使用方便，可靠性高并且經(jīng)濟(jì)效益顯著，得到廣泛應(yīng)用于推廣。2、變頻調(diào)速控制電機(jī)基本原理由電機(jī)學(xué)知：在忽略定子電阻上的壓降時：因此：1)基頻以下的變頻控制方式基頻以下常采用恒磁通變頻控制方式（1）若要保持Φm不變，則當(dāng)頻率f1從額定值f1e向下調(diào)節(jié)時，須同時降低Eg，使Eg/f1=常數(shù)。即：氣隙磁通感應(yīng)電勢與頻率之比為常數(shù)（2）因感應(yīng)電勢難以

2、直接控制，忽略定子壓降，認(rèn)為定子相電壓U1≈Eg，則U1/f1=常數(shù)。這就是恒壓頻比的變頻控制方式。恒壓頻比控制在低頻時，由于U1和Eg都較小，定子阻抗壓降所占的份量比較顯著，不能忽略。這時，可人為地把電壓U1抬高一些，以便近似地補(bǔ)償定子壓降。圖1-1U/f關(guān)系82)基頻以上的變頻控制方式在基頻以上時，頻率可從f1N往上增高，但電壓U1卻不能增加得比額定電壓U1N大，一般保持U1=U1N，使磁通與頻率成反比地降低，相當(dāng)于直流電機(jī)弱磁升速的情況下圖是異步電機(jī)變頻調(diào)速控制特性。在基頻以下，屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”；而在基頻以上，基本屬于“恒功率調(diào)速”。圖1-2異步電動機(jī)變頻

3、調(diào)速控制特性3、矢量控制的原理矢量控制異步電機(jī)的物理模型，如下圖所示。其中，定子三相繞組軸線A、B、C在空間是固定的，以A軸為參考軸，轉(zhuǎn)子繞組a、b、c隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子a軸和定子A軸之間的電角度為空間角位移變量。圖1-3異步電動機(jī)物理模型異步電機(jī)定子通過三相電流和兩相追至電流8可產(chǎn)生等效旋轉(zhuǎn)磁場，因而三相電流和兩相電流之間存在確定的矢量變換關(guān)系。以產(chǎn)生同樣的旋轉(zhuǎn)磁場為準(zhǔn)側(cè)，在三相定子坐標(biāo)系下的定子電流通過3/2相坐標(biāo)變換可以等效成兩相靜止坐標(biāo)系下的交流電流。在通過按轉(zhuǎn)子磁場定向旋轉(zhuǎn)變換，可以等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流。異步電機(jī)的個坐標(biāo)系的關(guān)系如下：圖1-3異

4、步電動機(jī)坐標(biāo)系其中，從三相靜止坐標(biāo)系A(chǔ)、B、C變換到兩相靜止坐標(biāo)系系的坐標(biāo)變換矩陣為：從兩相靜止坐標(biāo)系變換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的變換矩陣為：2、PWM控制變頻調(diào)速仿真交流異步電動機(jī)變頻矢量控制系統(tǒng)原理圖如下：圖2-1交流異步電動機(jī)變頻控制系統(tǒng)8PMW控制波形電路：圖2-2三相靜止坐標(biāo)系到兩相靜止坐標(biāo)系實(shí)現(xiàn)圖2-3逆變器控制觸發(fā)電路整體仿真電路圖如下：圖2-4整體仿真電路圖8具體參數(shù)設(shè)置:晶閘管橋臂模塊參數(shù)設(shè)置：圖2-5晶閘管橋臂模塊參數(shù)設(shè)置電機(jī)參數(shù)設(shè)置如下：圖2-6電機(jī)參數(shù)設(shè)置8V-F控制參數(shù)設(shè)置：圖2-7V-F控制參數(shù)設(shè)置Ua功能塊參數(shù)設(shè)置圖2-8Ua功能塊參數(shù)設(shè)置

5、3、仿真結(jié)果圖PWM脈寬控制波形：圖3-1PWM控制波形8輸出轉(zhuǎn)矩：圖3-2異步電動機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出電機(jī)定子電流：圖3-3電動機(jī)定子電流轉(zhuǎn)速：圖3-4異步電動機(jī)轉(zhuǎn)速輸出8