交流异步电动机变压变频调速系统设计与仿真_高金旺
关于异步电动机变频调速系统的仿真研究
关于异步电动机变频调速系统的仿真研究 电力传动是工业控制领域中的一个重要内容，它利用电动机将电能转变为机械能，从而满足工农业生产以及日常生活中的各种要求。
随着社会生产的不断发展，采用高水平的电动机调速系统是现代自动控制系统及其它驱动系统得以实现的关键之一。
近年来，随着电力电子技术、现代控制理论和计算机技术的迅速发展，交流调速系统正广泛应用于工业生产的各个领域，为了满足高性能的传动需要，必须对速度进行精确控制，矢量控制变频调速为满足这一要求而产生的。
1971年德国学者提出交流电动机的磁场定向控制原理，利用坐标变换将交流电动机等效为直流电动机，实现定子电流励磁分量和转矩分量的解耦，从而达到对转矩和磁链的分别控制的目的。
为了更好地了解矢量控制系统的调速性能，1 异步电动机的数学模型异步电动机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的系统，虽然可以通过坐标变换进行适当简化，但并不能改变其非线性、多变量的本质。
因此要实现高动态调速性能的控制方案，必须基于异步电机的动态模型。
根据异步电动机三相静止坐标系和两相静止坐标系之间的变换，两相静止坐标系和旋转坐标系的变换，可以推导出异步电机在d 、q 坐标系上的数学模型，这个模型只规定了d q 轴相互垂直关系以及定子频率同步的旋转速度，但未规定坐标系与电机旋转磁场的相对位置。
如果取d 轴与转子磁链矢量r φ重合，即得到按转子磁场定向的旋转坐标系。
因为q 轴与转子磁链矢量r φ垂直，因此转子磁链矢量r φ在q 轴分量为零，得到按转子磁场定向的异步电机的电压方程[1]为：111(/)0/00000000sd sd s s s m r sq sq ss s m r r m r r rd r m sl i u R L p w L L L p i u w L R L p w L L R L R L p R L w σσσσφ⎡⎤+-⎡⎤⎛⎫⎢⎥⎢⎥ ⎪+⎢⎥⎢⎥ ⎪=⎢⎥⎢⎥ ⎪-+⎢⎥⎢⎥ ⎪-⎢⎥⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎣⎦其中，1w 为转子磁链的旋转速度，sl w 为转差角频率。
交流异步电动机变压变频调速系统设计与仿真
交流异步电动机变压变频调速系统设计与仿真异步电动机变压变频调速系统是一种常见的电动机调速系统，可以实现电动机转速的精确控制和调节。
本文将介绍异步电动机变压变频调速系统的设计和仿真。
首先，异步电动机的调速原理简要介绍。
异步电动机是一种常用的交流电动机，其转速通常由额定电压和频率决定。
通过改变电动机的电压和频率，可以实现对电动机的调速。
变压变频调速系统通过调节电压和频率的大小，改变电动机的转速。
在设计异步电动机变压变频调速系统之前，首先要确定电动机的参数。
电动机的参数包括额定功率、额定电压、额定电流等，这些参数可以从电动机的标牌上获取。
另外，还需要确定变压变频器的参数，包括额定电压范围、频率范围等。
这些参数将决定整个系统的性能。
设计异步电动机变压变频调速系统的关键是选取合适的变压变频器。
变压变频器是将电网的交流电转换为可调频率和可调电压的交流电的装置。
根据电动机的额定电压和变压变频器的额定电压范围，选取合适的变压变频器，以满足调速系统的要求。
设计异步电动机变压变频调速系统的下一步是进行系统的电路设计。
电路设计包括电动机的接线和变压变频器的接线。
电动机的接线要根据电动机的型号和相数来进行，确保电机的正常运行。
变压变频器的接线要根据变压变频器的接线图进行，确保变压变频器与电动机的连接正确。
完成电路设计后，还需要进行系统的控制设计。
控制设计包括电机的启动和停止控制、电机的转速控制等。
启动和停止控制一般采用按钮控制或者遥控控制，可以通过按钮或者遥控装置来启动和停止电动机。
转速控制一般采用PID控制器进行，通过调节变压变频器的输出电压和频率，来实现对电动机转速的控制和调节。
完成设计后，可以使用仿真软件进行系统的仿真。
常用的仿真软件有MATLAB/Simulink、PSIM等。
通过仿真可以验证系统的设计是否正确，并进行性能评估。
仿真结果可以用来优化系统的设计，提高系统的性能。
综上所述，异步电动机变压变频调速系统的设计和仿真是一个系统工程，需要从确定电动机和变压变频器的参数开始，进行电路设计和控制设计，最后进行仿真验证。
交流电动机变频调速系统的原理及故障维修 高金国
交流电动机变频调速系统的原理及故障维修高金国摘要:：目前，被大多数行业公认为最有应用优势的交流调速方式是交流变频调速技术，交流变频调速技术的节能效果及变频调速的功能十分显著，这种交流调速方式促进了我国工业企业电气传动技术的发展。
本文阐述了交流电机的工作原理以及取得的成果，对交流电机的变频调速进行了研究，对交流变频调速技术的发展具有重要的借鉴意义。
关键词：电动机；变频调速；交流随着现代化生产技术的提高，如今在大型的生产企业车间内的各种设备传动部件大都离不开电动机，而在许多场合都要求电动机能够调速使用。
在工业发达国家中，交流调速技术已在冶金、电力、铁路、运输、油田、化工等各个领域得到普及。
变频器是从20世纪中叶发展起来的一种交流调速设备，主要用于交流电机的变频调速，其在电气传动系统中占据的地位日趋重要，已获得巨大的节能效果。
一、变频调速的基本原理变频调速交流电机的基本原理是基于变频调速电机的原理，即通过以下式子求出三相异步电动机的转速n：n=n1（1-s）=60f（1-s）/p其中，“n”表示“电机转速”；“n1”表示“电机的同步转速”；“p”表示“磁极对数”；“s”表示“转差率”；“f”表示“频率”。
根据公式得出：实现异步电机的调速需要改变转差率、极对数和频率。
改变转差率、极对数会出现一定的损耗，使电机的工作效率在一定程度上受到限制。
变频调速实现电机转速的调整是通过改变子电源频率进而改变同步频率的。
二、变频调速对电机的影响1. 电动机的损耗和温升任何一种变频器在工作中均会产生不同程度的谐波电压和谐波电流，使异步电动机在非正弦电流下运动，会引起定子、转子的铝耗、铁耗。
集肤效应会产生附加铜耗。
若是异步电动机为改善起动性能而采用了深槽、刀形槽等转子槽形时，转子铝耗的增加将更大。
这些损耗使得电机额外发热，效率降低，输出下降，如将普通异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下，其升温一般约增加10%~12%。
异步电动机两种变频调速系统的仿真及其比较
交 流 变 频 调 速 是 异 步 电机 最 有 发 展前 途 的 调 速方 法 。 同时 ， 着 电力电子 、 随 汁算 机 和 自动控 制 技 术 的迅 猛 发展 ， 交流 电机变 频调 速 已经 逐步
取 代直 流 电机调 速 ， 并经 历了 采用 电压 频 率协 调
ｗｅ ｅ ｃ ｒ ｏｍ ｐａ ｅ ｒ ｄ．ａ ｈｅ ｃ ｒ ｔ ｒ ｗｏ ｙｓ ｅ ｓ ｗｅｒ ｎｄ ｔ ｈａ ａｃ ｅ ｓｏｆｔ ｓ ｔｍ ｅ
ｓ ｍｍａ ｉ ｅ ． ｕ ｒｚ ｄ Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｃ ｏ Ｓ ｉ Ａｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓ ｔ ｒ ｙ ｒ ｓ Ｖｅ ｔ ｒ ｌ ｐ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｍｏ ｏ Ｓ ｍｕ ａ ｉｎ ｉ ｌｔ ｏ
３ 转差率∞ 的控制作用分两路作用在Ｐ ） ＷＭ
逆 变 器上 。 者 通 过 ， 前 ｌ ｃ ） 数 发生器 ， 厂（Ｕ 函 按 的大 小产 生相应 的 定 子电流信 号 己 Ｉ 号， 广， 信 再 通 过 电流调 节器 控制定 子 电流 ， 以保 持 恒 定 。
《 机 技 术 》 ２ ０ 年 第 ５期 ． ７． 电 ０８ １
制电压己 ｌ决定逆变器的输出频率。 ，， ｍ
图２ 是转 差 率控制 变频调速 系统 的ＭＡＴ ＡＢ Ｌ 仿 真 模 型 。 步 电动 机 由一 个 电流 控 制 型 Ｐ Ｍ 异 Ｗ
的电枢电流给定信号相当。
２ 定 子 电流励 磁 分 量 给 定信号 Ｕ ｉｊ 转 子 ） ｍ和 磁 链 给 定信 － Ｕ‘２ 间 的 关 系是 靠 矢 量 变 换 控 一 ｖ之 ＂ ￣
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现代 驱动与 控利
异步 电动机两种 变频 调速 系统 的仿真及 其 比较
交流异步电机的变频调速系统设计报告
交流异步电机的变频调速系统设计报告需要包含系统概述、变频调速原理、变频调速系统结构及组成、系统调试及故障检修、系统应用以及结论等章节。
摘要
异步电机的调速可以满足不同工况下的变频要求，其变频调速系统能够较好的提高机器的运行效率，降低电机的能耗，并且可以用于其它各种电气场合。
本文主要介绍了异步电机的变频调速系统设计，首先对异步电机的变频调速系统进行介绍，以及变频调速原理，接着介绍了变频调速系统的结构及组成，并介绍变频调速系统的调试及故障检修，最后，对变频调速系统的应用进行了简单介绍，并进行总结，以便于对变频调速的异步电机系统的设计有更深入的了解。
关键词：变频调速，异步电机，系统设计
1系统概述
变频调速异步电机系统是利用变频器及相应的PLC控制系统或智能软启动器控制，来实现异步电机调速的系统，即利用变频器改变电机输入电压的频率而调整电机转矩，使电机达到不同转速和扭矩的效果，从而满足变频调速工作的要求。
2变频调速原理。
「异步电动机变频调速系统的设计与仿真」
「异步电动机变频调速系统的设计与仿真」异步电动机变频调速系统是一种常见的电力传动系统，具有调速范围广、动态响应好、控制精度高等优点。
本文将介绍异步电动机变频调速系统的设计与仿真，包括系统的结构、控制方案以及仿真结果评估。
首先，异步电动机变频调速系统由变频器、电机、传动装置以及控制系统组成。
变频器作为系统的核心，通过改变输入电压的频率和幅值，控制电机的转速。
电机是系统的执行器，通过转动输出机械功。
传动装置用于将电机的转动传递到负载物体上。
控制系统则根据系统的反馈信号来调节变频器的输出，实现对电机转速的精确控制。
在控制方案的设计中，可以采用电流矢量控制算法。
该算法通过测量电机的转子电流和转速，根据电机的模型推算出合适的电压矢量，以实现对电机转速的控制。
具体的控制步骤包括电机速度测量、电机参数辨识、电机模型预测、电压矢量计算和电压输出等。
为了评估异步电动机变频调速系统的性能，需要进行仿真实验。
仿真实验可以通过模拟各种状态和故障条件，得到系统的输出结果，并评估控制方案的有效性和性能。
在进行仿真实验时，可以设定电机的负载变化、输入电压变化等参数，并根据实际应用需求设定系统的性能指标。
通过对系统的输出结果进行分析和比较，可以评估系统的控制性能和稳定性，并进行相应的调整和优化。
总之，异步电动机变频调速系统的设计与仿真是一个复杂的过程，需要考虑到电机的特性、负载情况以及控制系统的性能指标。
通过合理的设计和仿真实验，可以得到一个性能优越的调速系统，满足实际应用需求。
基于MATLAB的异步电机变频调速系统的仿真与分析
基于MATLAB的异步电机变频调速系统的仿真与分析摘要：本文利用MATLAB软件对异步电机变频调速系统进行仿真与分析，通过建立模型、设计控制策略和进行性能评估，探讨了异步电机的调速系统在不同工况下的动态特性。
通过仿真分析，可以更好地理解异步电机的变频调速系统的工作原理和特性，并为实际应用提供理论参考。
一、引言异步电机是工业生产中常见的电动机之一，其主要应用在风机、水泵、输送带等设备中。
传统的异步电机是由交流电源直接供电，转速固定。
为了满足不同工况下的需求，提高系统的控制性能，现在常常采用变频调速技术来实现异步电机的调速。
变频调速系统可以通过改变电机的输入频率，来调节电机的转速和输出功率，实现对系统的精准控制。
二、异步电机变频调速系统的建模1. 异步电机的数学模型异步电机可以理解为一个轴对称的旋转电机，其运动方程可以简化为以下形式：\[T_{\text {电 }}=T_{\text {m机 }}-T_{\text {负载 }}-T_{\text {摩擦阻力 }}=J \cdot \frac{d \omega}{d t}\]T电表示电机的电磁转矩，Tm机表示电机的机械转矩，T负载表示负载转矩，T摩擦阻力表示摩擦转矩，J表示转动惯量，ω表示电机的角速度。
2. 变频调速系统的控制策略变频调速系统的控制策略一般包括速度闭环控制和电流矢量控制两部分。
速度闭环控制采用PID控制器，通过测量电机转速与给定转速进行比较，调节输出电压的频率和幅值，使电机实现闭环控制。
电流矢量控制则是根据电机的电流矢量和磁链方向，控制电机的输出电压和频率，实现对电机的精准控制。
3. 系统的建模与仿真为了进行仿真分析，需要建立异步电机变频调速系统的数学模型。
在MATLAB中，可以使用Simulink工具箱来进行建模。
通过搭建电机模型、控制算法和运动方程，可以建立完整的系统模型，并进行仿真实验。
三、仿真与分析1. 建立异步电机的模型需要建立异步电机的数学模型，并在Simulink中进行搭建。
交流电动机变频调速系统的仿真与实现
交流电动机变频调速系统的仿真与实现作者：夏洸来源：《企业文化·中旬刊》2013年第12期摘要：近年来，交流调速的发展迅速，其控制性能完全可以和直流调速系统相媲美。
本文首先阐述了常用的交流变频调速控制的策略。
其次，总结了交流变频调速系统设计的仿真方法及特点。
最后，说明了当前交流变频调速控制系统常见的硬件实现方案。
关键词：交流变频调速；系统仿真；硬件设计1.引言近年来，随着电力电子技术、大规模集成电路和自动控制理论的飞速发展，电机拖动控制领域取得了巨大的进步。
人们长期追求的交流调速代替直流调速的目标已经变成现实。
目前交流变频调速系统是交流电机调速方法中性能最好、效率最高的控制策略。
以调速范围宽、机械性能稳定、平滑性好为特征的变频调速的方法有很多，其中最具有代表性是：恒压频比控制、转差频率控制、矢量控制和直接转矩控制。
2.交流电机变频调速主要控制策略（1）恒压频比控制。
其原理就是在一定条件下忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，利用定子相电压代替电机的电动势即U=E，令U/f=常值实现调速。
恒压频比控制主要以气隙磁通为控制对象，不能实现转矩控制，其控制效果不佳。
（2）转差频率控制。
根据交流电动机的模型，控制电机转差频率就可实现对电机的转矩和转速控制。
但这种控制以电机静态模型为基础，在电机快速运行时很难达到理想的电机动态控制性能。
（3）矢量控制。
其原理就是将定子电流分解为相互正交的2个分量，分别代表定子电流励磁分量和电流转矩分量。
其控制效果接近直流电机的控制，具有较好的动态性能。
但矢量控制需要进行坐标变换和准确的电机参数以及解耦的定子电流的两个分量，控制难度较高。
尽管如此，矢量控制是一种比较有效的变频控制策略。
（4）直接转矩控制。
其基本思想就是使定子磁链形成六边形的磁链轨迹并通过改变磁通角的大小以达到控制电动机的目的。
这种方法可以实现对电动机磁链和转矩的直接控制，不考虑定子电流分量的解耦问题和复杂的坐标变化计算，但有关直接转矩精确控制的问题尚待进一步研究。
交流异步电动机变压变频调速系统设计与仿真
在 变 频 调 速 时 要 保 证 线 负 荷 Ａ基 本 不 变 ， 如果 考虑 电动 机 的
效 率 和 功 率 因 数 基 本 变 化 不 大 ， 为 力 能 指 标 （ ｘ ｏＯ） 认 ＂ ｃｓ 也基 ｑ
本不变 ， 样 ， 公式 （）（） 这 把 １ 、３ 代入 公 式 （ ） 可 得 ： ２ ，
Ｐ ／ Ｋｅ ２＝ ｆ －
的公式 ：
（） ４
运 行 可 靠 ． 许 多 电力 拖 动 系统 中 ， 流 电动 机 变 频 调 速 逐 在 交
步 取 代直 流 电 动机 ， 为 电力 拖 动 系统 的发 展 方 向 。 成
调 速方 式 。 速 的机 械 特 性 不 如 直 流 电 动 机 。 在 上 个 世 纪 中 调 期 以 前 ， 流 电动 机 调 速 得 到 较 广 泛 的 应 用 ， 交 流 电 力 拖 直 而 动 主要 用 于恒 定 转 速 系 统 。 但 是 直 流 电 动 机 结 构 复 杂 ， 在 存
磁 通 基 本 也 不 变 ， 据 公 式 （ ） 知 ， 流 异 步 电 动 机 的输 根 ２可 交
入 电压 要 随 着 频 率 大 小 而 同 步对 应 调 整 。
流 电 动机 变 极 调 速 或 变 频 调 速 等 ， 比 采用 机 械 传 动 结 构 进 要 行 变 速 的效 率 高 。交 流 异 步 电动 机 采 用 变 极 调 速属 于有 级 的
关 键 词 异 步 电动机 ： 变压 变频调 速 ； 真 仿
０ 引言
在 以往 许 多 电 力 拖 动 的 机 械 系 统 中 ， 要 变 速 运 行 。采 需
交流异步电动机变频调速系统设计
中南大学《工程训练》——设计报告设计题目：异步电机的变频调速指导老师：黎群辉设计人：冯露学号：0909092117专业班级：自动化0906班设计日期：2012年9月交流异步电动机变频调速系统设计摘要近年来,交流电机变频调速及其相关技术的研究己成为现代电气传动领域的一个重要课题,并且随着新的电力电子器件和微处理器的推出以及交流电机控制理论的发展，交流变频调速技术还将会取得巨大进步。
本文对变频调速理论，逆变技术，SPWM 产生原理进行了研究，在此基础上设计了一种新型数字化三相SPWM 变频调速系统，以8051控制专用集成芯片 SA4828为控制核心，采用IGBT 作为主功率器件，同时采用EXB840构成IGBT 的驱动电路，整流电路采用二极管，可使功率因数接近1，并且只用一级可控的功率环节，电路结构比较简单。
本文在控制上采用恒f V 控制，同时，软件程序使得参数的输入和变频器运行方式的改变极为方便，新型集成元件的采用也使得它的开发周期短。
另外，本文对SA4828三相SPWM 波发生器的使用和编程进行了详细介绍，完成了整个系统控制部分的软硬件设计。
关键字:变频调速，正弦脉宽调制，f V 控制，SA4828波形发生器目录摘要.................................................................................................................... i i 1.1 研究的目的与意义.. (1)1.2本次设计方案简介 (2)1.2.1 变频器主电路方案的选定 (2)1.2.2 系统原理框图及各部分简介 (3)1.2.3 选用电动机原始参数 (4)2交流异步电动机变频调速原理及方法 (5)2.1 异步电机变频调速原理 (5)2.2 变频调速的控制方式及选定 (6)V比恒定控制 (6)2.2.1f2.2.2 其它控制方式 (10)3变频器主电路设计 (13)3.1 主电路的工作原理 (13)3.2 主电路各部分的设计 (13)3.3. 采用EXB840的IGBT驱动电路 (15)4控制回路设计 (16)4.1 驱动电路设计 (16)4.2 保护电路 (15)4.2.1 过、欠压保护电路设计 (15)4.2.2 过流保护设计 (17)4.3 控制系统的实现 (19)5变频器软件设计 (21)5.1 流程图 (22)5.2 程序设计 (23)总结 (33)参考文献 (34)所谓变频就是利用电力电子器件(如功率晶体管GTR、绝缘栅双极型晶体管IGBT)将50Hz的市电变换为用户所要求的交流电或其他电源。
交流异步电机的变频调速系统设计
交流异步电机的变频调速系统设计引言：异步电机是广泛应用于工业领域的一种电动机，变频调速系统可以通过改变电机供电频率来实现电机转速的控制。
本文将深入探讨异步电机变频调速系统的设计。
一、异步电机的基本原理异步电机的工作原理是利用旋转磁场在转子上产生感应电流，从而使电机产生转矩。
异步电机根据电源频率的不同分为50Hz和60Hz两种。
其转速则由电源频率和极对数决定。
由于电源频率恒定，所以为了调速，需要改变电机的供电频率。
二、变频调速系统的基本组成一个典型的异步电机变频调速系统由以下几个组成部分构成：1.变频器（VFD）：变频器是调整电机供电频率的装置，可以根据控制信号改变电机的转速。
主要由整流器、滤波器、逆变器等组成。
2.控制器：控制器用于接收和处理来自用户的指令，并将相应的控制信号发送给变频器，实现对电机转速的调节和控制。
3.传感器：传感器用于实时检测电机的运行状态，如转速、电流、温度等，将这些信息反馈给控制器，以便控制器做出相应的调节。
4.保护装置：保护装置用于监测电机的运行情况，如温度过高、电流过大等异常情况时，及时采取保护措施，以避免电机损坏。
三、变频调速系统设计的要点1.变频器的选型：变频器的选型要根据异步电机的功率、转速范围和负载特性等因素进行确定。
选用适合的变频器可以提高电机的效率和工作稳定性。
2.控制器设计：控制器的设计要考虑到用户的需求和对电机转速的精确控制。
可以采用PID控制算法，通过对传感器数据进行反馈调节，保持电机的稳定运转。
3.传感器的选择：传感器的选择要根据具体的应用场景和测量参数进行确定。
如转速传感器、温度传感器、电流传感器等，以确保对电机运行状态的准确监测。
4.保护装置设计：保护装置要能及时监测电机的运行状态，并在出现异常情况时进行保护。
如过载保护、短路保护、过热保护等功能，以保证电机的安全运行。
四、异步电机变频调速系统的特点异步电机变频调速系统具有以下几个特点：1.调速范围广：变频调速系统可以实现电机的平稳调速，调速范围广，可以满足不同工况下的要求。
交流异步电动机变频调速系统设计报告
交流异步电动机变频调速系统设计报告一、引言随着现代工业技术的快速发展，变频调速技术得到了广泛应用。
异步电动机作为一种常用的驱动设备，其效率和可靠性对工业生产的效率和质量有着直接的影响。
本报告将介绍异步电动机变频调速系统的设计原理、硬件和软件设计以及测试结果。
二、设计原理1.变频调速原理变频调速系统是通过改变电机供电频率来实现转速调节的方法。
通过变频器将电网的交流电转换成可变频率的交流电，从而控制电机的转速。
2.动态模型异步电动机可以通过Rotor磁场实现电磁耦合，将输入电源的电能转化为机械能。
异步电动机的数学模型可以表示为：dp/dt = (3Rh-is)-Rpdq/dt = (3Ris+Vs)-Rqds/dt = (3wRhf/h-2Vq/h)cos(theta_m)-wrdVs/dt = (3wRqf/h-2Vd/h)sin(theta_m)-wr其中，dp/dt和dq/dt分别代表气隙磁链通量向量的坐标变化率；is 代表定子电流向量；Vs为定子电压向量；p和q代表气隙磁链通量向量的坐标；s代表气隙磁链通量幅值；f代表电源频率；h代表极数；theta_m代表转子与气隙磁链之间的角度差；w代表角速度；Rp和Rq代表定子参数；Rh代表转子参数；wr代表机械转速。
3.变频器控制策略变频器控制策略包括开环控制和闭环控制。
开环控制是通过设定电机转速来控制变频器输出频率；闭环控制是通过测量电机转速反馈信号，与设定值比较后控制变频器输出频率。
闭环控制能够提高系统的稳定性和响应速度。
三、硬件设计1.变频器选择根据电机的额定功率和电源特性，选择适合的变频器。
常见的变频器有电压型变频器和矢量控制型变频器，根据实际应用需求进行选型。
2.控制电路设计设计包括电源模块、信号处理模块和控制逻辑模块。
电源模块用于将电网交流电转换为适合驱动异步电动机的交流电；信号处理模块用于处理输入信号，包括测量电机转速和控制信号；控制逻辑模块根据控制策略生成控制信号，并将其传递给变频器。
异步电动机变频调速系统的仿真研究论文大摘要
（3）
式（3）中，U 1 为定子电压，E1 为定子绕组感应电动势， f1 为定子供电电源频率，K N 1 为定子绕组系数， N1 为定子绕组匝数， N 为气隙磁通。 由式（3）我们可以看出，如果保持定子电压 U 1 为一个恒定值不变，那么随着频率 f1 的 升高，就会导致气隙磁通 N 减小，这时电动机的机械能力就会下降；若是反过来，即频率
或写成：
Rs Rs Rr Rr
A i A i B B iC d C ia dt a b ib Rr ic c
或写成：
L AA L BA L CA L aA L bA L cA
L AB L BB L CB L aB L bB L cB
L AC L BC L CC L aC L bC L cC
L Aa L Ba L Ca L aa L ba L ca
L Ab L Bb L Cb L ab L bb L cb
河北工业大学 2013 届本科优秀毕业设计论文
异步电动机的动态数学模型由磁链方程、电压方程、转矩方程和运动方程组成，其中磁 链方程和转矩方程均为代数方程，而电压方程和运动方程为微分方程[23] 。 磁链方程可用下式表示：
A B C a b c
河北工业大学 2013 届本科优秀毕业设计论文
异步电动机变频调速系统的仿真研究
班级： 电气 092 班
摘 要： 本文简单介绍了本课题的研究背景及意义、 异步电动机变频调速的发展现状、 基本原理， 以及对仿真工具 MATLAB 软件的重要性做了简要阐述。建立了恒压频比开环系统模型和转差 频率控制的双闭环调速系统模型，得出各类仿真曲线，从而进行了不同调速方式的比较。 关键词： 异步电动机, 变频调速, 开环闭环, 仿真研究 Abstract: This paper simply introduces the research background and significance of this project,the development status of asynchronous motor frequency control of motor speed,the basic principle,and the importance of the simulation tool MA T LAB software.The constant ratio of voltage and frequency open loop system model and the slip frequency control of double closed loop speed regulation system are established.All kinds of simulation curves are obtained,thus to carry on the comparison of different speed control ways. Keywords ： Asynchronous motor, simulation 正文 电力拖动技术对于经济发展和社会进步一直以来都起着十分重要的作用， 而作为动力方 面的主力即电机拖动， 更是我们赖以发展经济的重要技术手段， 电机的发展经历短短的几十 年，但是它的进步是明显的，直流电机在传统的电机拖动当中曾占有明显的优势地位。直流 电机出力大、控制性能优良，其功率易于控制，但是，直流电机无法脱离电刷和换向器，在 运行时存在电火花和机械磨损，不方便维护；另外，大容量的直流电机结构相对复杂、消耗 贵重的铜材较多、 重量很大、 价格相对较高。 现如今异步电动机是工业领域中最常用的电机， 具有优于直流电动机的很多优点，比如结构简单、牢固、成本低、易维护等。但是交流电动 机本身是一个非线性、强耦合、时变的多变量系统，其可控性较差；交流调速系统的调速方 案虽然早已有多种发明，并得到实际应用，但其调速性能始终无法与直流调速系统相匹敌。 因此，对于交流调速方案的研究与创新显得尤为重要。 就交流调速系统的发展过程和现状来分析， 以及结合目前所推崇的节能减排来说， 为了 Frequency control of motor speed, Open loop closed loop,
《交流异步电动机的变频调速系统设计任务书1400字》
交流异步电动机的变频调速系统设计* 课题的内容和要求：（一）内容：根据交流异步电动机变频以及调速的原理可知，在电动机运行过程中，电压u不能保持恒定，会随着频率f的改变而改变最后U/f基本保持不变。
这个特点保障了异步电动机在较小速度运行的转矩特性，确保了低速工作时的电动机发生过热，使电动机的自身所拥有的属性不发生变化，从而能够完成AC电动机的无极调速。
通过整流电路和逆变电路使AC电源变为DC电源再变为AC电源，实现电动机的变频调速。
IGBT是变频器的核心部件，IGBT是一种集成元件，普遍地使用在体积较小、发出的杂音较低、逆变器、电动机调速装置之中。
将具有高压、大电流、将高频高压IGBT应用于变频器中，可以获得更高输出电压电平的电动机。
通过对IGBT的驱动模块的选择以及对控制电路、检测电路、辅助电路的设计来完成对IGBT系统的设计（二）要求：1、毕业论文要做到用词规范专业、主题突出、观点正确、结构合理、有理有据，文字通顺，严格按照学校规定的格式规范进行写作，论文排版符合学校要求；2、任务书与毕业论文内容紧密结合，任务书应对毕业论文的研究目的与工作内容进行说明，对研究要达到的主要指标与技术参数提出规定；3、任务书提供的参考文献不少于10篇，参考文献格式应该严格按学校要求的格式书写；4、毕业论文全文8000字以上；论文查重总复制比不超过30%。
* 设计的技术要求与数据（或论文主要内容）：1、论文的主要组成部分及其内容（以毕业论文为例，要求比上面的课题内容更为详细）研究的内容一：电动机变频元件的设计研究的内容二：IGBT元器件的相关设计研究的内容三：交流变频调速系统的MATLAB仿真2、论文的主要框架第1章绪论1.1变频器技术的发展状况1.1.1功率器件1.1.2控制方式1.1.3 PWM技术1.2变频调速技术发展方向第2章电动机变频元件的设计2.1电动机的变频调速原理2.2变频调速系统主电路2.2.1系统主电路2.2.2交-直部分2.2.3直-交部分第3章IGBT元器件的相关设计3.1 IGBT所具有的保护3.2 IGBT的驱动电路3.3控制电路3.4检测电路3.4.1转速检测电路3.4.2光电耦合器3.5辅助电路3.5.1集成稳压电源3.5.2由LM317组成恒流源电路3.6时钟及复位电路第4章交流变频调速系统的MATLAB仿真4.1变流电路的仿真4.1.1整流电路仿真4.1.2三相电压源型SPWM逆变器仿真4.2转速开环变频调速系统的仿真第5章结论* 设计（论文）工作起始日期：自2022年10月20日起，至2023年5月25日止。
交流异步电动机变压变频调速系统设计与仿真_高金旺
在变频调速时要保证线负荷 A 基本不变，如果考虑电动机的
效 率 和 功 率 因 数 基 本 变 化 不 大 ， 认 为 力 能 指 标 （η×cosФ） 也 基
本 不 变 ，这 样 ，把 公 式 （1）、（3）代 入 公 式 （2），可 得 ：
P2 /f=KP
（4）
式 中 系 数 KP=2.22KwФπD AηcosФ， 根 据 电 动 机 转 矩 T
的公式；
T=P2 /Ω
（5）
式 中 ；Ω— — — 机 械 角 速 度 （Ω=2πn/60）；
n1— ——同步转速 n1 =60f/np 。
异步电动机转速 n 的表达式为：
n=（1-s）n1
（6）
式 中 ：S— — — 转 差 率 。
经过整理可得转矩 T 的表达式：
T=np P2 / ■ 2πf（1-s） ■
期以前，直流电动机调速得到较广泛的应用，而交流电力拖
动主要用于恒定转速系统。 但是直流电动机结构复杂，存在
电刷和换向器产生换向火花的缺点，所以使用环境也受到一
定的限制，到了上世纪后期，随着电力电子技术、计算机技术
以及现代电机及其驱动控制技术的发展，具有高电压、高频
率、大电流全控型电力电子器件的成功开发，大规模集成电
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■工作研究
2011 年
Байду номын сангаас
（3）“收与放”自如的课堂组织 。 课堂的气氛对于教学的 效果很重要，教师应及时观察课堂的形势变化，以进行相应 的调节。 对于大课堂，这点格外重要，否则就会变成乱糟糟的 议论，而不是有序的讨论。 对于大课堂，可采用分组讨论的方 式、分阶段讨论的方式进行。 对于有些没有见过的仪器设备、 施工工艺采用多媒体演示的方法增加学生的感性认识，奠定 互动教学的基础。
基于PSPICE的交流异步电动机变频调速系统仿真
基于PSPICE的交流异步电动机变频调速系统仿真
熊学友;张鹏;王语园;张凤;周碧英
【期刊名称】《中国农村水利水电》
【年(卷),期】2010(0)6
【摘要】仿真技术在交流电动机变频调速系统的研究中日益受到重视。
PSPICE是电子电路的通用仿真软件,普遍应用于电子电路的研究和设计。
变频调速系统中的逆变器本身就是电子电路,应用PSPICE仿真具有独到之处。
把它引入调速控制,以异步电动机调速为例并考虑其动态特性,介绍用PSPICE仿真调速系统的方法,将为电力传动控制系统的研究带来很大的便利。
【总页数】3页(P170-172)
【关键词】电动机;仿真;动态特性
【作者】熊学友;张鹏;王语园;张凤;周碧英
【作者单位】兰州交通大学自动化学院;渭南师范学院计算机科学系
【正文语种】中文
【中图分类】TP319;TM343
【相关文献】
1.交流异步电动机变压变频调速系统设计与仿真 [J], 高金旺
2.基于Pspice的交流调速系统的建模与仿真研究 [J], 郝玉福;刘健花;董海鹰
3.交流电机变频调速讲座：第五讲基于稳态模型的异步电动机变压变频调速系统[J], 陈伯时
4.交流电机变频调速讲座：第五讲基于稳态模型的异步电动机变压变频调速系统[J], 陈伯时
5.基于PSPICE的异步电动机变频调速系统仿真 [J], 洪乃刚
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（上接第 75 页） 电动机 变 频 调 速 具 有 实 际 应 用 前 景 。 通 过以上对交流异步电动机进行变压变频调速的理论分析和 建模仿真结果， 表明理论分析的正确性和仿真的可行性，为 交流传动系统的进一步设计与研究建立良好的基础。 交流异 步电动机变压变频调速具有推广应用的工程实用性。
参考文献
■机械设备
2011 年
交流异步电动机变压变频调速系统设计与仿真
高金旺 （福建省建鸿安装工程有限公司，福建 宁德 352100）
摘 要 交流异步电动机变频调速在电力拖动系统中得到广泛的应用，采用变压变频调速方式是电源频率 f 与电压 U 的对应关系为恒压频比，利用 MATLAB/SIMULINK 平台建模进行仿真。 本文结合典型规格样机（4 极 5.5kW）的 性 能 实 测 结 果 ，浅 析 交 流 异 步 电 动 机 变 压 变 频 调 速 系 统 仿 真 的 正 确 性 与 工 程 的 实 用 性 。
（7）
由公式 （7）可见 ：异步 电 动 机 稳 定 运 行 时 ，S 变 化 很 小 可
以 看 为 常 量 ，可 变 的 量 为 转 矩 T、功 率 P2 和 频 率 f，当 电 动 机 为恒转矩负载时，T 为常量， 则 P2/f 常量，P2 随着频率变化而 变 化 。 同 样 ，当 电 动 机 为 恒 功 率 负 载 时 ，P2 为 常 量 ，则 T/f 常 量，T 随着频率变化而变化。
交流异步电动机的输出功率 P2 的公式为：
P2 =mIUηcosΦ
（2）
式 中 ：I— — — 定 子 绕 组 的 相 电 流 有 效 值 ；
m— — — 定 子 绕 组 相 数 ；
cosФ— — — 电 机 的 功 率 因 数 。
当 交 流 异 步 电 动 机 根 据 基 频 fN 设 计 时 ，其 参 数 如 ：绕 组 的 匝 数 W、绕 组 系 数 Kw、绕 组 相 数 m、极 对 数 np 等 为 固 定 不
考 [J].湖 南 财 经 高 等 专 科 学 校 学 报 ，2005（10） [2] 蔡 传 国.本 科 力 学 实 验 教 学 的 互 动 方 法 探 索[J].实 验 室 科
学 ，2008（2） [3] 刘娟.师生互动在教学中的实效性[J].科技信息，2008（7）
作 者 简 介 ：陈 武 新 （1975－），男 ，副 教 授 ，陕 西 韩 城 人 ，主 要从事土木建筑方面的教学及研究工作。
关键词 异步电动机；变压变频调速；仿真
0 引言
在以往许多电力拖动的机械系统中，需要变速运行。 采
用电动机调速措施，可以提高效率，例如直流电动机调速、交
流电动机变极调速或变频调速等，要比采用机械传动结构进
行变速的效率高。 交流异步电动机采用变极调速属于有级的
调速方式，调速的机械特性不如直流电动机。 在上个世纪中
平滑调 速 的 优 点 。 文 中 利 用 MATLAB/SIMULINK 平 台 建 模 ，
对交流异步电动机进行变压变频调速仿真， 通过典型规格 4
极 5.5kW 交流电动机的样机性能实测结果比较，说明了交流
异步电动机变压变频调速系统仿真的正确性与工程实用性。
1 交流异步电动机变压变频调速的特点
根据交流异步电动机的基础理论知识可知，电动机定子
3 结论
从表 1 所示 Y132S-4、5.5 kW 交流异步电动机恒转矩负 载变压变频调速实测数据可见， 由于变频器输出的电压为 SPWM 波 形 ，其 中 除 了 基 波 分 量 外 ，含 有 一 系 列 高 次 谐 波 分 量，电动机定子绕组应采用 Y 接法，可以消除输入电源的三
图 4 变频器输出电流的基波分量实测波形 次及三倍数次的谐波分量产生的影响，仍然存在有其它谐波 分量，与电网电源供电相比，电动机输入的电流实测值偏大 一点，效率和功率因数偏低一点，但是采用交流电动机变频 调速于采用机械传动结构进行变速相比， 具有结构简单、体 积小、效率高等优点。 电动机及其驱动系统的耗电量约占工 业用电总量的三分之二左右，开发交流 （下转第 122 页）
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■工作研究
2011 年
（3）“收与放”自如的课堂组织 。 课堂的气氛对于教学的 效果很重要，教师应及时观察课堂的形势变化，以进行相应 的调节。 对于大课堂，这点格外重要，否则就会变成乱糟糟的 议论，而不是有序的讨论。 对于大课堂，可采用分组讨论的方 式、分阶段讨论的方式进行。 对于有些没有见过的仪器设备、 施工工艺采用多媒体演示的方法增加学生的感性认识，奠定 互动教学的基础。
路的应用，实现了交流电动机变频调速（属于无级调速）。 调
速性能可以与直流电机调速相媲。 交流电动机的结构简单，
运行可靠，在许多电力拖动系统中，交流电动机变频调速逐
步取代直流电动机，成为电力拖动系统的发展方向。
交流异步电动机的变压变频调速可以保持电动机转矩 T
和磁通 Φ 为常数的情况下，获得很好的转速调节功能，具有
3 结语
在大课堂上组织互动教学是教学中比较难解决的问题， 通过多年实践，我们分类对大课堂互动教学方法进行了有益 的探索，并在《测量学》和《建筑施工技术》等课程教学中进行 了实践，使学生对这两门课程的学习变得轻松、有兴趣，对没
有见过的测量仪器设备和建筑施工方法有了感观的认识，取 得了良好的教学效果。
参考文献 [1] 王 旭 红.关 于 提 高 《项 目 评 估 》大 课 堂 教 学 质 量2 /Ω
（5）
式 中 ；Ω— — — 机 械 角 速 度 （Ω=2πn/60）；
n1— ——同步转速 n1 =60f/np 。
异步电动机转速 n 的表达式为：
n=（1-s）n1
（6）
式 中 ：S— — — 转 差 率 。
经过整理可得转矩 T 的表达式：
T=np P2 / ■ 2πf（1-s） ■
[1] 周 鹗.电机学（第三版）[M].北京：中国电力出版社，1995. [2] 沈阳机电学院电机系.三 相 异 步 电 动 机 原 理 、设 计 与 实 验
永 磁 电 机 .科 学 出 版 社 ，1977. [3] 宋 书 中 ，常 晓 玲.交 流 调 速 系 统 [M].北 京 ：机 械 工 业 出 版
系统由频率给定信号 Ugf 经 积 分 器 产 生 升 频 速 率 ， 再 由 U/f 函数发生器产生一个与频率 f 成正比的电压，作为正弦信 号波的恒值给定信号， 以实现恒 压 频 比 U/f=常 数 的 曲 线 ，达 到变压变频的要求，由正弦波与三角波比较产生 SPWM 脉宽 调制信号驱动逆变器实现交流异步电动机变压变频调速。 图 2 所 示 为 MATLAB6.5 的 SIMULINK 环 境 的 平 台 建 模 进 行 交 流异步电动机变压变频调速的仿真模型。
绕组匝数与电源电压 U 与频率 f、磁通 Ф 的关系为：
U=4.44WKW fΦ
（1）
式 中 ：U— — — 电 源 电 压 的 有 效 值 ；
W— — — 每 相 绕 组 的 串 联 匝 数 ；
Kw— — — 定 子 绕 组 系 数 ； f— — — 电 源 电 压 的 频 率 ；
Ф— — — 气 隙 磁 通 。
根据公式（2）可见，当气隙磁通 Ф 为额定值不变时，频率
f 在基频以下变化电压 U 随着频率减小而减小， 线负荷 A 保
持不变，则为恒磁、恒转矩调速，相反，频率 f 在基频以上变化
电压 U 要随着频率增大受到电机绝缘强度的限制，电压 U 不
能超过额定电压 UN，在基频以上电压 U 为额定电压 UN， 所
在变频调速时要保证线负荷 A 基本不变，如果考虑电动机的
效 率 和 功 率 因 数 基 本 变 化 不 大 ， 认 为 力 能 指 标 （η×cosФ） 也 基
本 不 变 ，这 样 ，把 公 式 （1）、（3）代 入 公 式 （2），可 得 ：
P2 /f=KP
（4）
式 中 系 数 KP=2.22KwФπD AηcosФ， 根 据 电 动 机 转 矩 T
4 结语
竣工结算是控制造价的最后一道关。 尽管遇到建设工程 各式各样，情况千变万化，结算时，预算人员要有耐心、细仔 的工作方法，认真核减工程量，多去现场核对。 并实现工程结 算复审制度，确保结算质量。 在审核工作中真正体现出公开、 公平、公正的审计原则，为委托单位把好投资关，保证工程双
变的值，如果要充分利用磁性材料的有效利用率，保证气隙
磁通 Ф 基本也不变，根据公式（2）可知，交流异步电动机的输
入电压要随着频率大小而同步对应调整。
其次，交流异步电动机的线负荷 A 的表达式为：
A=2m/w（πD）
（3）
式 中 ：D— — — 电 机 定 子 内 径 长 度 。
为保证电动机的温升不超标，则要控制定子铜耗，因此，
期以前，直流电动机调速得到较广泛的应用，而交流电力拖
动主要用于恒定转速系统。 但是直流电动机结构复杂，存在
电刷和换向器产生换向火花的缺点，所以使用环境也受到一
定的限制，到了上世纪后期，随着电力电子技术、计算机技术
以及现代电机及其驱动控制技术的发展，具有高电压、高频
率、大电流全控型电力电子器件的成功开发，大规模集成电
机械设备■
图 1 交流异步电动机变压变频调整系统结构框图
图 3 交流异步电动机变压变频调整仿真曲线 表 1 Y132S-4、5.5 kW 交流异步电动机变压变频调速实测数据
频率 电压 功率 电流 效率 功率因数 转速 备注
/Hz /V /kW /A η/% /cosΦ /（r/min）
50 380 5.50 12.23 84.59 0.831 40 300 4.30 12.60 81.94 0.805 35 270 3.73 12.90 79.66 0.781
想的控制就是节能。
7 结语
综上所述， 要认真做好住宅电气节能几方面的措施工 作，既可以减少使用方用电的支出，又可以减少资源总量的 消耗，其在节能方面的效果是十分显著的。 在环境保护和促 进社会的可持续发展中，做出应有的贡献。