异步电机矢量控制系统建模与仿真

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1、2011年第l期安徽冶金13异步电机矢量控制系统的建模与仿真江辉陈飞(1．马鞍山钢铁股份有限公司2．安徽工业大学)摘要介绍了异步电机空间矢量坐标交换及其对应的数学模型，应用SIMULINK构建了异步电机的矢量控制系统的仿真模型，并通过仿真研究了矢量控制系统的动态特性。关键词异步电机矢量控制SIMIINK仿真ASimulationoftheVectorControlSystemofAsynchronousMotorJiangHuiChertFei(1．MaanshanIron&SteelCo．Ltd．

2、2．AnhuiUniversityofTechnology)AbstractThecoordinatetransformationinvectorspaceandmathematicalmodelofasynchronousmotorareintro—duced．AsimulationmodelofthevectorcontrolsystemhasbeenestablishedusingSIMULINKsoftwarepackageandthedynamiccharacterlsticsofthev

3、ectorcontrolsystemhasbeenstudiedthroughsimulation．KeyWOrdsasvnchrOnOusmotorvectorcontrolSlMULINKsimulation0前言转矩控制转化为直流电机转矩控制模式，通过对电机数学模型的变换来实现，这就是矢量控制的思随着电力电子技术和自动化技术的不断发展，促进了交流异步电机取代直流电机成为工业传动的想。主体，而矢量控制理论是实现这一转变的关键技术异步电机通过控制定子磁热的模型值大小之一，由于交流异步电机是一高阶的

4、、非线性、强耦或控制转子磁热F的模值及他们的空间位置，就能合的多变量系统。在矢量控制的理论下通过坐标变达到控制电机转矩的目的。控制Fs的模值大小，或换，可以消除瞬变过程中的周期性时变系统和降低控制F的模值大小，可以通过控制各相电流的幅值方程阶数，从而简化数学模型。可以通过对磁链的大小来实现，而在空间位置角、，可以通过控制控制改善电机静态和动态性能，目前矢量控制已成各相电流瞬时相位来实现。在两相绕组a、B中通两为国际上变频领域应用最广泛的控制技术之一。相正弦电流i、i。产生的旋转磁场可以作为异步电笔者

5、采用异步电机基于两相静止坐标系下的数机三相交流旋转磁场的等效。。。=Aliabc，A为变学模型，结合坐标变换，利用MATLAB软件中的动换矩阵。也就是说电机在三相ABC坐标系下数学态仿真工具SIMULINK，建立了异步电机带转矩内模型可以用a8两相静止坐标系下的数学模型来等环的转速、磁链闭环的矢量控制系统的仿真模型，并效。a8是静止坐标系，可以经过引入变换A，得到给出了仿真结果。MT坐标系(同步旋转坐标系)。iMT—A2i0一A2A1ib(1)1矢量控制的描述直流电机的模型可以用MT坐标系来等效，T

6、任何调速系统的任务是控制和调节电机的转绕组上的电流等效电枢绕组电流分量，M绕组上的速，转速的调节是通过转矩的控制来实现的，交流异电流等励磁电流分量。这样将直流标量作为电朵的步机的电磁转矩关系比较复杂的，通过对交流电机控制量，然后又将其变换成交流量去控制交流电机作者简介：江辉，工程师，安徽省马鞍山市(243000)马钢车轮公司14ANHUIMETALLURGY2011年第i期的运行，均是通过矢量坐标变换来实现的，因此将这UMT—ZM．riMT种控制系统称为矢量变换控制系统。2．4按转子磁链定向的异步电

7、机矢量控制系统的方程式2矢量控制系统的描述及数学模型1Ti=isT()2．1异步电机的在三相静止坐标系下的数学模型电压方程为：一赫sM(6)2—+I似SLABSLACSLAaSLAI~S工^cSIlⅡS硒j+L比sLBCSLBaSL髓sLBcS一一△=丁r△(7)llLr．ASL(sRC+I盯：sLGSL凸sLsll厶AsL出sLaCSLa十厶asLabsLs以上方程表明的物理意义是，转子磁链唯IlI从sLuuSLhCSLSLb+IA,bSLbtS匿I一由定子电流矢量的励磁电流分量i产生，与定子LI

8、SL出SLSLeasLobSLc十L∞电流矢量的转矩电路分量i无关，这充分说明了异运动方程和转矩方程为：1，●●步电机矢量控制系统按转子全磁链定向可以实现磁+(2)通和转矩电流的完全解耦；还表明了，和i。之间dot(3)的传递函数是一个一阶惯性环节，当i为阶跃变化叫r(3)时，的变化要受到励磁惯性的阻挠，按时间常2．2异步电机在两相静止坐标系(aB)下的数学模数T，呈指数规律变化，这和直流电机励磁绕组的惯型性作用是一致的引。LR。+L9dSOLS0ZfOR+L，dSO