异步电动机矢量控制系统仿真研究.pdf

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1、业信息化DOh10．3969／j．issn．1009-9492．2012．04．010异步电动机矢量控制系统仿真研究肖泉华，江平，任涛，邓飞，何伯钧，龚精学(中国南车株洲电力机车研究所变流技术国家工程研究中心，湖南株洲412001)摘要：以异步电机矢量控制原理为基础，通过坐标变换和转子磁链位置计算，利用Matlab／Simulink构建一种异步电动机矢量控制系统的模型。通过仿真不仅验证了模型的正确性，而且还为实际调速系统控制算法实现提供可靠的分析依据。关键词：矢量控制；异步电动机；Matlab／Simulink中图分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：1009—9492(2012)04

2、—0040一o4SimulationofVectorControlSystemofAsynchronousMotorwithMATLABXIAOQuan—hua，JIANGPing，RENTao，DENGFei，HEBo-j1113，GONGJing—xue(NERCCCenter，CSRZhuzhouInstituteCo．，Ltd．，Zhuzhou412001，China)Abstract：Accordingtothebasicprinciplesofinductionmotorveetorcontrol，asimulationmodelofspeedoftheinnertorqueand

3、closed—loopfluxofinductionvectorcontrolsystembasedonMatlab／Simalationisestablished．Thesimulationnotonlyverifiesthecorrectnessofthemodel，butalsoprovideseffective，reliablebasisforresearchandanalysisforthesamespeedcontrolsystem．Keywords：vectorcontrol；inductionmotor；Matlab／Simulink1引言机具有了直流电动机的全部点。由于直轴和

4、转子直流电动机调速系统具有优良的静、动态调磁场重合，因此也称转子磁场定向控制。速特性，其根本原因在于作为控制对象的他励2转子磁场定向(FOC)控制框图直流电动机电磁转矩能够容易而灵活地进行控矢量控制系统的结构图如图1所示。系统的制”。。在1971年德国学者提出的矢量变换控制方给定量有参考转速和参考磁链，其总的控制思路法中，正交旋转坐标系的直轴励磁轴(M)与转子磁场重合，交轴为转矩轴(T)，转子磁场的交轴分量为零，电磁转矩的方程得到简化，即在磁场恒定的情况下，电磁转矩与交轴电流分量成正比，因此，感应电机的机械特性与他励直流电机的机械特性完全一样，实现了磁场和转矩的解耦控制。像直流调速系统一样，实

5、现了交流电动机的磁通和转矩分别独立控制，从而使交流电动图1异步电动机矢量控制系统结构图收稿日期：2011一l1～02—嚣耳曩———————下尊碍弱j]L—lllli40L一一l＼制造图2异步电动机矢量控制系统仿真图是：给定磁链除以1输出励磁电流给定值，给3．1．33s／2r坐标变换模块定转速与电机反馈转速相比较后，通过速度调节交流电机矢量控制中，为获得像直流电机一器，输出转矩信号的给定值，电机三相实际输出样调速，需将检测到的三相电机电机进行坐标变电流经过坐标变换，解耦为实际励磁电流分量和换，将静止坐标系下的三相交流电流转换成两相转矩电流分量。励磁给定值与实际励磁电流，转同步旋转坐标系下的直流电

6、流。图4为能够实矩信号给定值与实际转矩电流分量分别经过pi调现该坐标转换功能模块。节器后，经过旋转逆变换，换算成两相静止坐标_一下矢量调制信号、％，再由SVPWM算法得到+PWM脉宽调制信号，去驱动控制逆变器的功率开关器件IGBT，最终实现了异步电机转矩的有效控制。+3系统仿真模型的建立系统的仿真模型如图2所示。++3．1主要仿真模块介绍-●一_研+3．1．1速度、转矩、磁链调节器模块+三个调节器的参数值如表1；三个调节器的内部接线结构如图3所示。--一_。一3．1．2磁链观测器模块++根据磁场定向方程式有：，_(1)_●一图3速度、转矩、磁链调节器结构图=华(2)m·}r∞=而I~sTLm(

7、3)f4-(4)噬rJ．({+∞，)dt=0(5)Lm=(6)图43s／2r坐标变换模块『每毫I411一IL．．-。-—．-—．—．—．--．．．．．．．i．．———．．．．．．．．．E．．．．———i．；．j