异步电动机矢量控制系统设计与仿真研究

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1、天津科技大学2012届本科生毕业设计异步电动机矢量控制系统设计与仿真研究THEDISIGNOFTHEASYNCHRONOUSMOTORVECTORCONTROLSYSTEMANDIT`SSIMULATIONSTUDY　　　　　专　　　　业：电气工程及其自动化　　　　　姓　　　　名：高　智　　　　　指导教师：　　　　　申请学位级别：学　士　　　　　论文提交日期：　　　　　学位授予单位：天津科技大学41摘要本文的研究内容是“异步电动机矢量控制系统设计与仿真研究”。在矢量控制技术出现之前，交流调速系统多为V/

2、f比值恒定控制方法，又常称为标量控制。采用这种方法在低速及动态（如加减速）、加减负载等情况时，系统表现出明显的缺陷，所以交流调速系统的稳定性、启动、低速时的转矩动态相应都不如直流调速系统。随着电力电子技术的发展，交流异步电机控制技术全面从标量控制转向了矢量控制，采用矢量控制的交流电机完全可以和直流电机的控制效果相媲美，甚至超过直流调速系统。矢量控制是在电机统一理论、机电能量转换和坐标变换理论的基础上发展起来的。它的思想就是将异步电动机模拟成直流电动机来控制，通过坐标变换，将定子电流矢量分解为按转子磁场定

3、向的两个直流分量并分别加以控制，从而实现磁通和转矩的解耦控制，建立三相交流绕组、两项交流绕组和旋转的直流绕组三者之间的等效关系，从而求出异步电动机绕组等效的直流电机模型，以便按照对直流电机的控制方法对异步电机进行控制。因此他可以实现对电机电磁转矩的动态控制，优化调速系统的性能。本文针对异步电动机磁链闭环矢量控制进行研究和探索。通过空间矢量的坐标变换，对系统进行建模，其中包括直流电源、逆变器、电动机、转子磁链电流模型、ASR、ATR、AΨR等模块。并对控制系统进行了MATLAB/Simulink仿真分析。

4、关键词：异步电动机；矢量控制；MATLAB仿真41ABSTRACT：ThecontentofthisstudyisthedesignoftheAsynchronousmotorvectorcontrolsystemandit'ssimulationstudy.Beforetheadventofvectorcontroltechnology,mostofalternatingcurrentspeedcontrolsystemareconstantV/fratiocontrolmethodwhichisal

5、sooftenreferredasthescalarcontrol.Thisapproachinlow-speedanddynamic(suchasaccelerationanddeceleration),suchasadditionandsubtractionload,thesystemshowedobviousdefects,sothestabilityofACvariablespeedsystem,starttorqueatlowspeeddynamicresponseisnotsuchasaDC

6、tunespeedsystem.Withthedevelopmentofpowerelectronicstechnology,theACinductionmotorcontroltechnologyfullyfromthescalarcontroltovectorcontrol,vectorcontrolofACmotorcanbecomparableandDCmotorcontroleffects,evenmorethantheDCspeedcontrolsystem.Vectorcontrolisd

7、evelopedonthebasisofthemotorunifiedtheoryofelectricalandmechanicalenergyconversionandcoordinatetransformationtheory.ItsideologyistheasynchronousmotorsimulationintoaDCmotortocontrol,coordinatetransformation,decompositionofthestatorcurrentvectorfortherotor

8、fieldorientedtwoDCcomponentswerecontrolled,inordertoachievethedecouplingoffluxandtorquecontrol,three-phaseACwinding,twoexchangeswindingandrotationoftheDCwindingequivalencebetweenthethree,inordertofindtheequivalentasynchron