MATLAB转差频率控制的异步电机调速系统设计(4)
微机控制技术的应用提高了交流调速系统的可靠性和操作、设置的多样性和灵活性,降低了变频调速装置的成本和体积。以微处理器为核心的数字控制已成为现代交流调速系统的主要特征之一。用于交流调速系统的微处理器的发展经历了单片机(MCS) →数字信号处理器(DSP) →精简指令集计算机(Reduced Instruction Set ComputerRISC) 三个阶段。
交流调速技术的发展过程表明,现代工业生产及社会发展的需要推动了交流调速的飞速发展;现代控制理论的发展和应用,电力电子技术的发展和应用,微机控制技术的发展和应用为交流调速的飞速发展创造了技术和物质条件。
1.1.2 交流调速的国内外现状
1.1.3现代交流调速系统的类型
现代交流调速系统由交流电动机，电力电子功率交换器，控制器和检测器等四大部分组成。电力电子功率变换器，控制器，电量检测器集中于一体，称为变频器（变频调速装置）。交流电机的不同，繁衍出不同的交流调速系统。因此现代交流调速系统可分为异步电动机调速系统和同步电动机调速系统。目前较为常用的三种方案，他们是异步电动机交流调速系统。（1）异步电动机交流调速系统。（2）开关磁阻电动机的交流调速系统（3）同步电动机调速系统
1.1.4交流调速系统的发展趋势
1. 智能化控制方法对交流调速系统的影响研究。主要针对电机参数的不确定性、 纯滞后或非线性耦合等特性 ,以及电机转子参数估计的不准确及参数变化的影响都会造成定向坐标的偏移，模糊控制、 人工神经网络通过输入、 输出信息进行仿人思文的智能化控制方法开始引入到了交流调速系统当中 ,成为交流调速控制技术新的研究方向。取消通过机械连接的测速发电机及其他测速传感器 ,实现无硬件测速传感器的交流调速系统。
2. 改善交流调速系统效率的方法研究。主要措施是降低电力电子器件的开关损耗。如使电力电子器件在零电压或电流下转换 ,即工作在所谓 “软开关”状态下,从而使开关损耗降低到零。
3. 中压变频装置的研究。
4. 系统可靠性的研究。提高系统的可靠性主要通过两个途径:一是提高部件的设计和制造水平;二是利用冗余和容错技术。利用马尔柯夫过程理论对容错控制系统进行可靠性建模 ,研究冗余和容错系统的硬件结构和软件设计也是交流调速研究的新领域 ,是热点课题之一。
1.2相关技术
本课题是转差频率控制的异步电机控制调速系统设计，主要应该是将系统设计完之后，在实际异步电动机上运用，进行调试改进，并验证该方法的合理性和优越性。但是，如果是采用实际的异步电动机进行调试的话，将会使成本提高，由于初期设计的系统并不完善，会存在各种问题，从而可能会导致将电动机损坏甚至烧毁。所以，本次的设计还是主要运用了一种仿真软件，这是基于MATLAB中的Simulink，面向系统电气原理结构图的仿真新方法，这样就能够进行最系统的设计，并且方便地实现转差频率控制的异步电动机调速系统设计的建模与仿真调试。
Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。在Simulink环境中，系统的函数和电路元器件的模型都用方框图形的模式表达，模块之间的连线则便是了信号流动的方向。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。