MATLAB转差频率控制的异步电机调速系统设计(2)
3.3系统控制电路 19
3.3.1 转速调节器 19
3.3.2 函数运算模块 20
4 系统仿真与分析 21
4.1 仿真条件 21
4.2仿真模型的搭建及参数设置 21
4.2.1电动机模块 22
4.2.2测量模块 24
4.2.3转速调节器模块 25
4.2.4函数运算模块 26
4.2.5电压电流模式转换模块 26
4.2.6坐标变换模块 27
4.3仿真结果与分析 28
4.3.1仿真波形图 28
4.3.2仿真结果分析 34
总结 36
谢辞 37
参考文献 38
1 绪论
这些年来，交流电机调速和相关技术已经成为了现代电气传动领域的重要研究课题，异步电机最有发展前途的调速方法是交流变频调速方法。随着自动控制技术、电力电子技术和计算机技术的发展进步，直流电机调速已经慢慢地被交流电机变频调速取代，而且交流电机变频调速技术还会继续进步下去。交流变频调速技术已经经历了电压频率协调控制、转差频率控制、矢量控制以及直接转矩控制的发展历程。矢量控制是目前交流电动机中更加先进的控制方法，它有基于转差频率控制的、速度传感器和无速度传感器等多种方式。其中基于转差频率矢量控制方式是基于U／f恒定控制，通过测量异步电动机的实际转速n，得到相对应的控制频率f，然后根据期望的转矩，通过分别控制定子电流矢量和两个分量间的相位，来控制输出频率f。所以采用转差频率矢量控制技术，能够在一定程度上改善变频调速系统系统的静态和动态性能，同时比相比其他几种矢量控制方法，它相对更简便，而且它的特点是结构简单、容易实现、控制精度高，异步电机的矢量控制调速系统中被广泛运用。因此做好对转差频率控制的异步电机调速系统的设计与研究有着非常重要的意义。
1.1 现代交流调速技术
在工业化的实际应用中，将电能转换为机械能的主要设备是电动机。实际应用中一是要求电机能够具有比较高的机电能量转换效率；另一方面要求能够控制和调节电动机的旋转速度来达到生产工艺的要求。电动机的调速性能在很大程度的程度上影响了能量的节省或浪费，产品质量和劳动生产率。因此，调速技术一直是值得我们研究的重点。
长期以来，直流电动机工程过程中被很广泛的运用，主要是因为它优越的的调速性能掩盖了结构复杂等缺点。直流电动机在额定转速以下时运行，在保持励磁电流恒定的情况下，要实现恒定转矩调速可以使用改变电枢电压的方法；在额定转速以上运行时，可以通过改变励磁实现恒功率调速，从而保持电枢电压恒定。同时采用转速、 电流转速双闭环直流调速系统可以得到一个理想的较好的静、动态调速特性。所以，在20世纪80年代以前，直流调速一直占有变速传动领域的一个主导地位。
最近几年来,交流调速技术因为科学技术的不断发展、不断进步而拥有了相当好的技术条件和物质基础。交流电动机的调速系统不仅有和直流电动机一样的性能,而且比起直流电动机系统，它的成本和文护费用更低,可靠性更高。现在很多国外先进的工业国家出现了交流变频调速装置的生产大幅度上升的现象，反而直流传动的装置的生产情况基本呈下降趋势。比如日本，1975 年在调速领域,直流占80%，交流占20%，而到了1985 年，交流占80%，直流占20%。目前,日本很多地方几乎所有的调速系统都采用交流变频装置，只有个别的地方还继续采用直流电机驱动。