Matlab基于变频技术的交流异步电机系统设计(2)
1.3.4 a-b-c坐标系和d-q坐标系的变换11
1.3.4.1 三相到两相静止坐标系的变换•13
1.3.4.2 两相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换•13
1.4 本章小结•14
2 系统主电路设计•14
2.1 三相异步电机的原理14
2.2 系统模型构建16
2.3 本章小结16
3 模块的构建与参数选择•17
3.1 交流异步电动机模型17
3.2 交流电机测量模块19
3.2.1 转速测量模块•21
3.2.2 三相坐标系与两相坐标系转换模块21
3.2.3 SPWM电压型逆变器•22
3.2.4 函数运算模块24
3.2.5 积分给定器模块24
3.3 参数设置•24
3.3.1 三相电源参数设置•24
3.3.2 异步电动机参数设置•26
3.3.3 负载TL参数设置•26
3.3.4 仿真参数设置•26
3.3.5 给定积分器参数设置•26
3.3.6 逆变器直流侧电压参数设置•26
3.3.7 PWM发生器参数设置26
4 建模仿真与波形•26
4.1仿真波形图•28
4.1.1 逆变器输出线电压仿真•28
4.1.2 转速仿真29
4.1.2 电动机转矩仿真•30
5 实验分析30
致谢34
参考文献35
1前言
1.1交流变频技术的发展与研究现状
交流电动机变频调速技术是在近几十年来迅猛发展起来的电力拖动先进技术，其应用领域十分广泛。然而，50年前，这一切应用都需要使用直流电动机来完成。由于交流电机必须同步到的同步或靠近电源的工作频率的特性，所以它是难以真正平滑地变化的速度调节。但直流电机也有其缺点，如易操作过程中产生火花，周围的环境是比较高的，刷容易磨损，太麻烦了，以保持它们的结构问题，促使人们不断地寻求更好的解决方案。变频技术实际上是通过改变交流电动机的频率来实现交流电动机的转速的技术调整的电源。从大范围来说，电动机可分为直流电机和交流电机。过去生产机器大多是用直流电机来达到调速的目的，因为直流电机调速容易实现更加流畅的，因为其良好的性能和，但使用的是直流电机，由于直流电源，这是一个滑环和刷子要经常更换他们，所以非常耗时，而且成本相对较高，给人们带来了不少麻烦。所以人们会希望能够进行简单，可靠和廉价的笼交流电机速度可有点像直流电机。一般来说，交流电机与性能相当的直流电机相比具有价格方面的优势，而且还有需要较少的文护、较电机尺寸更小和更高的可靠性等有点。可是对这些电机系统可利用的控制灵活性是十分有限的，而且主要局限在风机、泵、压风机等应用方面。适用于速度只需要粗略调节而对暂态响应和低速特性没有特别严格要求的，且适用于机床、测功器、矿井提升机等的传动装置。人们在最初研究交流调速技术和如何应用它的时候只能从在交流电机的稳态模型的基础上来继续探讨调速方法，虽然人们对它的动态模型的具体结构还不是很清楚。所以紧接着人们研究出了恒压频比的控制方法，它主要被应用于类似风机、水泵调速等这样一些对高动态性能没有太多要求的节能调速中【1】。分析异步电机稳态模型可知，当磁通恒定时，采用转速闭环的转差频率来控制，可使调速变得平滑而稳定，从而获得较高的调速范围，大大提高了交流异步电机的调速性能。在这之前，这样的传动装置几乎全部都是直流电机的应用领域，只能根据具体应用的需要来配置各种结构的AC-DC变换器。慢慢地，采用适当控制的感应电机在高性能的应用上已渐渐胜过直流电机，并且交流电机能更加广泛地应用于计算机外围设备的传动、电动工具、等等。