基于matlab感应电机驱动系统建模与仿真

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1、维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com第4期(总第149期)机械工程与自动化NO．42008年8月MECHANICALENGINEERING＆AUT0MAT10NAug．文章编号：1672—6413(2OO8)04-0013-03基于MATLAB的感应电机驱动系统建模与仿真胡乃平，马海菊，王红(青岛科技大学自动化与电子工程学院，山东青岛266O42)摘要：用Sireulink内含的功能块来建立感应电机磁场定向矢量控制系统的仿真模型，并对感应电机的动态特性进行了仿真；改变电机输入参数，可实时观察系统特性变化。仿真结果

2、表明该模型具有结构简单和分析方便等优点。该仿真模型通用于电动汽车电机驱动系统中，是深入研究感应电机驱动系统的有效工具。关键词：感应电机；矢量控制；仿真；MATLAB／Simulink中图分类号：TP391．9：TM346文献标识码：A0引言制策略来控制逆变器反馈感应电机驱动器。感应电机是交流调速系统的主要驱动部件，同时1．2感应电机磁场定向矢量控制系统也是一个复杂的非线性系统。在设计感应电机交流调根据矢量变换控制的基本思想，通过矢量变换矩速系统时，完全用解析法是相当复杂的，构造实验系阵将初级电流i。、i、i分解为互不耦合的定子转矩轴统进行分析研究是通常采用的办

3、法，但耗时长、投资电流和励磁轴电流i，并通过控制和实现对电大，且不便分析系统的各种性能。利用计算机仿真技机次级磁通和推力的控制。术去研究交流调速系统是一个省时、省力的好方法，本图1为感应电机磁场定向矢量控制系统结构图。文采用Simulink内含的PowerBlock功能块建立了感应电机由电流型PWM逆变器所驱动，该逆变器可感应电机磁场定向矢量控制系统的仿真模型。看成是一个三相正弦电流源。1感应电机矢量控制系统的仿真模型电机速度和参考速度相比较，其误差通过速逆变器、异步电动机及矢量控制器是感应电机矢度控制器生成转矩指令71，转子励磁和转矩分别单量控制变频调速系统

4、中的3个主要部分。因此，对整独由定子转矩轴电流出和励磁轴电流控制。个系统进行数学建模时，需要重点考虑异步电动机模定子励磁轴参考电流可通过71由式(1)得到：型、逆变器以及矢量控制技术的实现。一．．生．旦⋯⋯⋯⋯．．⋯1．1感应电机驱动系统一3PLl，l。其中：Lr为转子电感；L，为互感；ll为估计转子在感应电机调速控制中需要一个三相变频电源来供电，要获得这样的电源，可以通过一个先整流后逆磁链，ll一，Z"r为转子时间常数，一／Jr，R，变的电力转换系统来实现。电网交流电通过整流器转为次级电阻。换成固定的直流电压，经过IC滤波器后得到光滑平定子转矩轴参考电流可由

5、转子励磁参考输入稳的直流电压，然后接到逆变器的输入端，再被逆变l，l按式(2)得到：成三相变频电源给感应电机供电。控制逆变器的输出电压和频率有多种策略，目前一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯———。o⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2)LZ上m最常用的一种就是脉宽调制法(PWM)，利用PWM法需等价转换的转子励磁角由转子转速和滑控制功率开关的通断可以获得三相可变的正弦电压波动频率按式(3)计算得到：形。在工业应用中，PWM逆变器通常被当作三相变频变压电源用，它的频率可以在0倍～3倍电机额定频一l(+】)dt。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(3)率之间变化。在一些需要用到三相变频电流源的控制

6、式(3)中的滑动频率可由定子励磁轴参考电流中，可以加上电流控制环来迫使电机电流跟踪参考指和电机参数按式(4)确定：令电流(通常是正弦波)。根据应用的需要、所期望得L，R，．⋯O)sI一’F’z。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”L4到的性能和控制器设计的复杂性等可以选择不同的控*国家863资助项目(2004AA735080--5)收稿日期：2007一n一23；修回日期：2008—02—23作者简介：胡乃平(1968一)，男，山东临沂人，教授，博士。维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com·14·机械工程与自动化2008年第4期参考电流

7、和被转换成相参考电流、和的作用是保证在稳态下电机速度跟踪参考输入速度，后送到电流控制器，电流控制器通过测量电流和参并且在暂态时提供一个好的动态性能，类似于一个比考电流的比较生成逆变器门极控制信号。速度控制器例积分控制。速度传感器图1感应电机磁场定向矢量控制系统结构图1．3利用Simulink模块对感应电机系统进行建模现，在属性的Portconfiguration选项中选择IGBT／首先将电机的三相定子电流经过3／2变换转换为Diode和ABCasoutputterminals，直流侧电压用一转子磁通空间向量，将直轴电流分量输入磁通模型计个780V的DC电压源代

8、替。图2中包含了坐标转换模算出磁通量。