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《电机分析论文-基于matlab交流异步电机矢量控制系统建模与仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、sdRS+LSP-①LsLn,P-Ct>sg⑺LSRs+LsP①'L。LcPrdL,nPR,+LrP-咕r,_仍ALfflp①sLrR,+Lri基于MATLAB交流异步电机矢量控制系统建模与仿真李书圣，电气1302班，130301208摘要:在分析异步电机的数学模型及矢:W:控制原理的基础上,利用MATLAB建立异步电机矢量控制系统仿真模型。仿真结果表明该系统转速动态响应快、稳态静差小、抗负载扰动能力强，验证了交流电机矢量控制的可行性、有效性。V,/Vsc,—yrq_mLfn0Lrhdlrd(2.2)(2.6)lblsd关
2、键词：交流异步电机，矢量控制，MATLAB1、引言本文研宄交流异步电机矢:k控制调速系统的建模与仿真。利用MATLAB中的电气系统模块构建异步电机矢量控制仿真模型，并对其动、静态性能进行仿真试验。仿真试验结果验证了矢量控制方法的有效性、可行性。2、参数由于交流异步电机在A-B-C坐标系下的数学模型比较复杂，需要通过两次坐标变换来简化交流异步电机的数学模型。一次是三相静止坐标系和两相静止坐标系之间的变换（简称3s/2s变换），另一次是两相静止和两相同步旋转平标系之间变换（简称2s/2r变换）。通过这两次变换，就可以得到在任意旋转
3、坐标系d-q坐标系下交流异步电机的数学模型。在d-q坐标系下的数学模型如下：⑴电压方程：（2.1）（2）磁链方程:⑶转矩方程:(2.3)⑷运动方程:（2.4）三相静止坐标系和两相静止坐标系A-B-C与两相同步旋转坐标系d-q之间正变换3s/2r变换，反变换2r/3s分别为：isdI21cos3cos（沒-2;r/3）cos（权+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）子旋转坐标系d_q坐标系磁链定向在同步旋转坐标系M-T坐标系的M
4、轴时（此时d-q与M-T两坐标系重合，即d=m,q=t),应有:下标r一一表示定子、转子；下标t/、9一一表示6/轴、9轴;(2.7)巾此可得交流异步电机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一一定子电阻、转子电阻；As、Llt.、L/n、Ls、L
5、r定子侧电感、转子侧电感、定转子互感、定子绕组电感、转子绕组电感；叫、^、叫.——定子频率的同步转速、转差转速、转子转速；e一一转子磁链角；W、/、V—一电压、电流、磁链；〜——极对数；Tf一一转子时间常数；J一一机组转动惯量；Te、Ttn一一电磁转矩、负载转矩；F一一阻转矩摩擦系数；P一一微分算子，p=d/dt；由式(2.8)和式(2.9)可以看出，转子磁链％.只由走子电流励磁分量U决定，当转子磁链％.达到稳态并保持不变时，电磁转矩7；只有定子电流转矩分量‘决定，此吋磁链％.与电磁转矩7；分别由幻、&独立控制，实现了磁链和转
6、矩的解耦。只要根据被控系统的性能要求合理确定~就可以实现转矩7；的瞬时控制和转速69,.的高精度跟踪。一、异步电机矢量控制仿真模型3.1.矢量控制Simulink仿真主电路图3.1为矢量控制主电路，交流电机模块选项可设置在任意坐标系，包括两相静止坐标系、转子坐标系和同步旋转坐标系下的绕线式或鼠笼式的异步电机。本文选择在同步旋转坐标系下建立鼠笼式电机的数学模型,模块的A、B、C是异步电机三相定子绕组输入端，与1GBT逆变器的输出端相连，构成巾电压型逆变器变频驱动的异步电机子模块。逆变器模块由6个TGBT功率管构成通用桥路，由Si
7、mPowerSystems中的PowerElectronics库的IGBT模块构成，逆变器的输入pulses端为6路PWM控制信号，完成功率变换及调节功能,直流母线电压VDC巾逆变器模块的“+”、两端输入，它的输出为三相ABC交流电压。电机模块本文仿真过程中测取了转子转速崎、电磁转矩7；、电机定子电流/„、《、（，等，这5个参数与定子线电压—起送给示波器模块动态显示之。为了使仿真模型运行速度加快，反馈环节的传递函数采用一阶延迟环节1/z。图3.1.三相异步电机矢量控制主电路图3.2为矢璧控制模块，工作原理为:转速参考值叫*与光
8、电编码器实测的转速叫.之差Aq.输入到转速控制器ASR，经H算法得到转矩指令值7；。定子电流的励磁分量匕由匕计算模块给出，转矩分量&巾转矩指令值7；和磁链估算值久计算出。匕和&经过逆旋转变换2r/2s和两相一三相变换2s/3s,获得定子电流指令值（；、＜、＜，与霍尔传感器检测
