学士学位论文—-交流异步电动机变频调速系统的研究.doc

交流异步电动机变频调速系统的研究摘要本文主要研究交流异步电动机的直接转矩调速控制系统。首先介绍了现代交流调速技术的发展历史及其研究现状，详述直接转矩控制系统的基本原理。然后介绍了交流异步电动机在定子静止两相坐标系OAB上的数学模型，电磁转矩模型以及磁链模型。最后利用MATLAB/SIMULINK建立异步电动机直接转矩控制系统的仿真模型，进行了仿真实验，仿真结果表明采用直接转矩控制系统能够达到良好的调速性能。AbstractDirecttorquecontrolspeedregulationsystemofACasynchronousmotorismainlystudiedoninthisarticle.Firstly,developmenthistoryandresearchactualityofmodernACspeedregulationtechniqueisintroduces,basictheoryofdirecttorquecontrolrecounted.Secondly,mathmodel,electromagnetictorquemodelandfluxlinkagemodelofanmotorinstatictwo-phasecoordinateofstatorarerecommended.FinallybyusingMATLAB/SIMULINKtoestablishasimulationmodelofasynchronousmotordirecttorquecontrolsystem,hascarriedonthesimulationresults,thesimulationresultsshowthatthedirecttorquecontrolsystemcanachievegoodperformanceofspeedadjustment.目录目录2第一章绪论31.1交流电动机调速技术的发展和现状31.2仿真工具MATLAB/SIMULINK介绍4第二章交流异步电机直接转矩控制调速系统分析与设计52.1交流异步电机数学模型52.1.1坐标变换62.1.2静止两相坐标系下的异步电动机动态数学模型72.2直接转矩控制基本理论82.2.1直接转矩控制介绍82.2.2直接转矩控制相关概念92.3直接转矩控制系统的基本组成152.4变频与转速、转矩之间关系18第三章MATLAB/SIMULINK仿真模型的建立203.1MATLAB/SIMULINK仿真算法介绍203.2MATLAB/SIMULINK仿真模块的建立203.2.1直接转矩控制的MATLAB/SIMULINK仿真系统203.2.2直接转矩控制系统仿真模块建立213.3仿真结果的分析28第四章总结30致谢31参考文献32第一章绪论1.1交流电动机调速技术的发展和现状现代社会中，不论在工业生产、农业生产、还是在日常生活等各个方面，都广泛使用电动机作为主要的动力设备。根据采用的电流制式不同，电动机分为直流电动机和交流电动机两大类。其中交流电动机形式多样、用途多、其拥有量最多。交流电动机又分为同步电动机和异步（感应）电动机两大类。据相关资料统计，交流电动机用电量占电机总用电量的85%左右，可见交流电动机应用的广泛性及其在国民经济中的重要地位，因此研究交流电动机调速具有重大意义。交流电动机具有结构简单、制造容易、性价比高、维修简便等特点，同时它可在恶劣的环境中工作，而且便于向高速、大功率等方向发展的优点[1]，因此近几十年来世界各国都在致力于交流电动机传动控制系统的研究。然而交流异步电动机是一个强耦合、非线性的多变量系统，其速度和转矩的控制性能较低。但是随着当代变频调速控制理论和电力电子技术的发展，交流异步电动机的调速控制技术获得了突破性的进展。近年来，随着着电力电子技术，自动控制技术和计算机技术的迅速发展。在电机调速领域已成功的实现了各种先进的方法。采用简单实用的办法使异步电动机控制系统达到满意的动静态性能是目前各国学者竟相研究的课题[2]。己经得到应用的异步电动机控制策略有：1.异步电机的矢量控制1972年,德国工程师Blascheke提出了一种精确的控制方案，即矢量控制。矢量控制根据交流电机的动态数学模型，通过模仿自然解耦的直流它励电动机的控制方式，利用数学上的坐标变换手段，将交流电动机的定子电流分解为励磁电流分量和转矩电流分量。通过对交流电动机的磁场和转矩的分别控制，以获得类似于直流调速系统的动态性能。采用由转子磁链的同步旋转坐标系时，定子电流即被分解为励磁分量和转矩分量，得到类似直流电机的模型。通过控制定子电流矢量在旋转坐标系的位置及大小，即可控制励磁电流分量和转矩电流分量的大小，从而实现像直流电动机那样对磁场和转矩的解耦控制。2.异步电机直接转矩控