基于Matlab／simulink的交-交变频器仿真研究

基于MATLABSIMULINK的交流电机调速系统建模仿真

控制系统仿真姓名：班级：学号：成绩：2012年11月02日越优势被应用于各个行业。

设统得到了迅速的发展，现在交流调速系统已逐步取代大部分直流调速系统。

计内目前交流调速已具备了宽调速范围、高稳态精度、快动态响应、高工作效率以及可容。

随着电力电和要子变流技术和交流电机控制理论的发展，出现了许多新型变流装置和交流电机的调速控求制方法。

众所周知，异步电动机是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，再加上在变流装置的非正弦供电条件下运行，使经典的交流电机理论和传统的控制系统分析方法不能完全适用于现代交流调速系统。

采用计算机仿真的方法来分析研究交流电机及其调速是解决这类工程问题的一种有效工具。

要求：利用目前国际上最流行的仿真软件之一MATIAB／SIMULINK，建立一个通用的仿真模型。

然后用到直接转矩控制系统中去，对该系统进行仿真研究。

第一章引言1.1研究背景直流调速系统的主要优点在于调速范围广、静差率小、稳定性好以及具有良好的动态性能。

在相当长时期内报告主要展。

交流电动机自1985年出现后章节领域。

20世纪70年代后步取代大部分直流调速系统。

目前、动态特性均可以与直流调速系统相媲美。

与直流调速系统相比容量大1．4交流电动机环境使用性强5 高性能、高精度的新型交流拖动系统已达同直流拖动系统一样的性能指标6交流调速系统能显著的节能从各方面看系统。

MATLAB/SIMULINK软件的优势：1.2计算机仿真技术在交流调速系统的应用系统的实时仿真可以较容易地实现[1]。

如matlab软件已经能够在计算机中全过程地仿真交流调速系统的整个过程。

matlab语言非常适合于交流调速领域内的仿真及研究能够为某些问题的解决带来极大的方便并能显著提高工作效率。

随着新型计算机仿真软件的出现交流调速技术必将在成本控制、工作效率、实时监控等方面得到长足进步[2][3]。

第二章交流调速系统：2.1交流调速系统原理与特性交流电机包括异步电动机和同步电动机两大类。

基于MATLAB_Simulink的变频调速系统建模与仿真1

第 5 卷第 4 期
部绍明, 等: 基于 M A T L A B/ Simulink 的变频调速系统建模与仿真
61
子 Rr = 0. 816 , 转子侧电感 L lr = 0. 002 m H , 互感 L m= 0. 069 m H ; 转动惯量 J = 0. 19 kg m; 逆
变器直流电源为 510 V . 定子绕组自感 L s = Lm + Lls = 0. 069+ 0. 002 = 0. 071 mH ; 转子绕组自感 Lr = L m+ L lr = 0. 069+ 0. 002= 0. 071 mH ; 漏磁
图 4 滞环脉冲发生器结构 Fig. 4 T he st ructur e of the hysteresis pulse generato r
转子磁链电流模型使用在两相同步旋转坐标系上按转子磁链定向的磁链模型, 模型结构如图 5 所示.
图 5 转子磁链电流模型结构 Fig. 5 T he st ructur e of the cur rent model of f lux r oto r
1 调速系统的工作原理
参考相关文献资料[ 7~ 9] , 本变频调速系统( 带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制型) 采用如图 1 所示的电气原理图.
式中: i st 为定子转矩分量; r 为转子全磁链; L m 为互感; np 为电机的极对数; L r 为转子绕组自感.
电路中的磁链调节器 ApsiR 用于对电动机定子磁链的控制, 并设置了电流变换和磁链观测环节. AT R 和 ApsiR 的输出分别是定子电流的转矩分量 i*st 和励磁分量 i*sm. i*st 和 i*sm经过 2r/ 3s 变换后得到三相定子电流的给定值 i*sA , i*sB , i*sC , 并通过电流滞环控制 PWM 逆变器控制电动机定子的三相电流.

用MATLAB_SIMULINK进行交流调速系统的仿真_

第13卷第3期湖　北　工　学　院　学　报1998年9月Vo l.13No.3　Journal of H ube i Polytechn ic U n i versity Sep.1998用MATLAB/SI MUL I NK进行交流调速系统的仿真*周荣政(华中理工大学汉口分校)摘　要　给出了在M A T LA B语言的动动态仿真集成环境S I M U L I N K下进行交流调速系统仿真的方法,并以SPW M变频调速为例,介绍了S I M U L I N K仿真结构图和电机的S函数仿真模型,给出了仿真结果.关键词　M A T LA B/S I M U L I N K,交流电机,调速,仿真中图法分类号　T M921.2　T P391.9M AT LA B是一种科学计算软件,主要适用于矩阵运算及控制和信息处理领域的分析设计,它使用方便、输入简捷、运算效率高,尤其M A T LA B的开放性,是最重要、最受人们欢迎的.除内部函数外,所有M A T LA B主包文件和各工具包文件都可读可改,用户可通过对源文件的修改或加入自己的程序文件去构成新的工具包.近年来M A T LAB已成为欧美高等院校、科研机构教学与科研必备的基本工具.M AT LA B有许多工具箱(T oo l b ox),这些工具箱大致可分为两类:功能性工具箱和学科性工具箱.前者主要用来扩充M A T LAB的符号计算功能、图视建模功能和文字处理功能以及与硬件实时交互功能;后者是专业性较强的,如控制工具箱(Co ntro l T oo lbox)、神经网络工具箱(N eu ra lN etw o rk T oo l b o x)、信号处理工具箱(S igna l P ro cessing T o o lbox)等.在M AT-LA B中,S I M U L I N K是一个比较特别的工具箱,它是实现动态系统建模、仿真的一个集成环境,它进一步扩展了M A T LA B的功能,并可实现多工作环境间文件互用和数据交换,如与C、FO RT RAN等[1].S I M U L I NK运作的核心是S函数,当建立一个S I M U L I NK模型后,在M AT LA B中也同时建立了一个函数,这个函数定义了系统的动力学特征,格式如下SYS=M odel(t,x,u,flag)其中M ode l是模型名称,而flag用来控制函数返回的变量SYS的信息.例如flag=1,将返回系统在t时刻及给定的x,u下全部状态变量的导数.S函数可以是M A T LA B语言编写成的M文件,也可以是用C或FO RT RAN子程序经编译形成的M EX文件.1　异步电动机的数学模型异步电动机在d-q坐标系下的电压、磁链方程为:收稿日期　1998-05-22周荣政　男　1965年生　硕士　武汉　华中理工大学汉口分校自动控制工程系　430012　*晨光计划资助课题(9501048-10)u d s=P J d s-k1J qs+r s i ds,(1)u qs=k1J d s+P J qs+r s i q s,(2)u d r=P J d r-k s J qr+r r i d r,(3)u qr=k s J dr+P J qr+r r i qr,(4)J d s=L s i d s+L m i d r,(5)J qs=L s i qs+L m i qr,(6)J d r=L m i d s+L r i d r,(7)J qr=L m i qs+L r i qr,(8)其中:u d s、u qs、u d r、u qr分别为定子d-q电压和转子d-q电压;J d s、J qs、J dr、J qr分别为定子d-q磁链和转子d-q磁链;i ds、i qs、i dr、i qr分别为定子d-q电流和转子d-q电流;k1、k s分别为同步角速度和转差角速度;L s,L r,L m分别为定子、转子的自感和它们之间的互感.电动机的电磁转矩T e=(3/4)P L'm(i qs i d r-i qr i d s),(9)式中P为电动机极数.电机转矩平衡方程式为d k r d t =(T e-D k r-T L)J,(10)其中:k r为转子角速度;J为电机的转动惯量;D为与转速成正比的摩擦及风阻阻力矩系数;T L 为负载阻力矩.对于笼型交流异步电动机u d r=0,u qr=0.选取定子d-q电流、转子d-q电流和转子角速度为状态变量x=[i d s　i qs　i d r　i qr　k r]T,以电机d-q电压作输入,u=[u ds　u q s]T,由方程(1)～(10)可以列出电机的状态方程d xd t=f(x)+g(x)u.(11)其中:f(x)=-L r r sK Li d s+(k1L r L s-k s L2m)i qs+L m r rK Li dr+k r L r L mK Li q r-(k1L r L s-k s L2m)i ds-L r r sK Li qs-k r L r LmK Li d r+L m r rK Li q rL m r sK Li d s-k r L s L mK Li qs-L s r rK Li d r-(k1L2m-k s L s L r)i q rk r L s L mK Li d s+L m r sK Li qs+(k1L2m-k s L s L r)i dr-L s r rK Li q r1J(34P L m(i qs i d r-i qr i d s)-D k r-T L);(12)g(x)=L r/K L0-L m/K L000L r/K L0-L m/K L0T.(13)三相A、B、C到二相d-q坐标系的变换为C3/2=23co sθcos(θ-120°)co s(θ+120°)-si nθ-sin(θ-120°)-sin(θ+120°);(14)二相d-q坐标系到三相A、B、C的变换为74湖　北　工　学　院　学　报1998年第3期　C 2/3=23co s θco s(θ-120°)co s(θ+120°)-sin θ-si n (θ-120°)-sin(θ+120°)T.(15)2　交流电机的S I M U L I N K 仿真结构图和S 函数以SPWM 变频调速为例[2],用S I M U L I NK 进行仿真时,其结构图如图1所示.图中电机模型是根据式(12)～(15)用M A T LA B 编写的S 函数.电机的动态电流i a s 、i b s 、i cs 的转速W r 、转矩T e 可由示波器窗口动态观察,也可存储在工作区内,仿真完毕在M A T LAB 命令窗用绘图命令得到更满意的图形;W AV ES 模块产生的频率可调的三相正弦波(基波)和三角波(载波);P W M 模块模拟逆变器将正弦波与三角波比较产生SPWM 信号驱动大功率开关器件,从而得到电机三个相电压,其结构图如图2所示,V bus 是逆变器直流回路的BU S 电压.值得一提的是S I M V L I NK 仿真结构图(图1)中任一点信号都能接上动态示波器进行观察.tr i -e 电机换型eeW W bs bscscsi i i i i asasi e T e T T -L8eW2pi e f 50eW re mf (u )f 50000GN D P WM w av es m ag1t200busV C l ock图1SPWM 变频调速S I M UL I NK 仿真结构图异步电机的S 函数模型(M 文件)为:function [sy s ,x 0]=i m -sfun(t ,x ,u ,flag )%感应电机模型(S 函数)%输入——电压V a ,V b,V c %输出——电流、速度、转矩%状态——dq 电流、速度%模型输入定义:%u (1)=V a ,u (2)=V b,u(3)=V c ,u (4)=the ta1%u (5)=W 1,u (6)=T -L i m -da t1;if flag ==0sy s =[505600];%连续状态数5,离散状态数0,输出数5%输入数6x 0=[2.0712　7.1935　-2.0835　-1.1962　300]';%初始状态e lseif flag ==1W e =u (5);W r =x (5);the ta =u (4);i m -m a t 1;T e =0.75*po le *Lm*(x (2)*x (3)-x (1)*x (4));sy s (5)=(T e -u (6)-x (5)*d f )/J ;U dq =C 3-2*u(1:3);sy s (1:4)=A *x (1:4)+B *U dq ;e lse if flag==3W e =u(5);W r=x (5);theta =u (4);i m -m a t1;sy s (1:3)=C 2-3*x (1:2);sy s(4)=x (5);sy s(5)=0.75*po le *Lm*(x (2)*75　第13卷第3期周荣政等　用M A T LA B /S I M U L INK 进行交流调速系统的仿真x (3)-x (1)*x (4));e lsesy s =[];end16图2PWM 模型S I M U LINK 仿真结构图123out-3out-2funout-1fun1fun2M axM axs w itchs w itch1s w itch2i n-5i n-4i n-3i n-2in-1i n-6Re l ay2Re l ay1s umRe l ays u m 1s u m 2-++--+5432f (u )f (u )f (u )3　电机参数和变换矩阵3.1　参数M 文件(i m -da t 1.m )%异步电机参数d f =0.001;%阻尼因子J=0.089;%转动惯量(K g .m ^2)po le =4;%定子极数N 1=1800;%速度(rpm )f1=N 1/60*po le /2;%频率W 1=2*pi *f 1;%角速度Rs =0.435;%定子电阻R r =0.816;%转子电阻X ls =0.754;%定子漏抗X lr=0.754;%转子漏抗Xm=26.13;%励磁电抗L ls =X ls /W 1;%定子漏感L lr =X lr /W 1;%转子漏感Lm=Xm /W 1;%励磁电感L s =L ls +Lm;%定子电感L r =L lr +Lm;%转子电感X s =L s *W 1;%定子电抗X r =L r *W 1;%转子电抗X lsr =W 1*(L ls +L lr);%Lm m=Lm*Lm;%K l =(Ls *L r -Lm m );%%end 3.2　矩阵M 文件(i m -m at1.m )%电机状态方程A,B ,C ,D 矩阵%A 矩阵A (1,1)=-L r *R s /K l ;A (1,2)=W e +W r *Lmm /K l;A (1,3)=Lm *R r /K l ;A (1,4)=W r *L r *Lm /K l ;A (2,1)=-(W e +W r *Lmm /K l);A (2,2)=-L r *R s /K l ;A (2,3)=-W r *L r *Lm /K l ;A (2,4)=Lm*R r /K l ;A (3,1)=Lm*R s /K l;A (3,2)=-W r *Ls *Lm /K l ;A (3,3)=-L s *R r /K l ;A (3,4)=W e-W r *L s *L r /K l ;76湖　北　工　学　院　学　报1998年第3期　A (4,1)=W r *L s *Lm /K l ;A (4,2)=Lm *R s /K l ;A (4,3)=-(W e-W r *L s *L r /K l);A (4,4)=-L s *R r /K l ;%B 矩阵B (1,1)=L r /K l ;B(1,2)=0;B(2,1)=0;B (2,2)=L r /K l ;B(3,1)=-Lm /K l ;B(3,2)=0;B (4,1)=0;B (4,2)=-Lm /K l ;%C 矩阵C=eye(4);%D 矩阵D=ze ro s(4,2);%3/2变换阵C 3-2(1,1)=co s (the ta );C 3-2(1,2)=co s(the ta-2*pi/3);C 3-2(1,3)=co s(the ta +2*pi/3);C 3-2(2,1)=-sin(theta);C 3-2(2,2)=-sin (theta -2*p i /3);C 3-2(2,3)=-sin (theta +2*p i /3);C 3-2=0.81649658092773*C 3-2;%2/3变换阵C 2-3=C 3-2';%end4　电流和转矩波形电机的电流、转矩、转速以及SPWM 逆变器的开关信号等波形都可通过动态示波器进行连续观察,图3为动态示波器显示的电流、转矩进入稳态时的波形.图3　动态示波器观察的电机电流、转矩波形5　结束语用S I M U L I N K 进行交流调速系统的仿真关键是建立电机模型,由于电机的状态方程含有非线性,不能套用S I M U L I N K 的线性状态方程模型,故用S 函数来构造成为必然.实验证明,用S I M U L I N K 进行交流调速系统的动态仿真,具有方便、直观、灵活、精确的优点,是比较理想的仿真方法.77　第13卷第3期周荣政等　用M A T LA B /S I M U L INK 进行交流调速系统的仿真78湖　北　工　学　院　学　报1998年第3期　参　考　文　献1　张志涌,刘瑞,杨祖樱.掌握和精通M A T LA B.北京:北京航空航天大学出版社,19972　冯垛生,曾岳南.无速度传感器矢量控制原理与实践.北京:机械工业出版社,1997ACM otor Speed Variab le Con trol Syste mSi m ulation U singM ATLAB/SI MUL I NKZhou Rong zhe ngAbstract　A si m u lation m e tho d u sing M A TLA B/S I M U L I N K is pro v ided to dea l w ith A C m o to r speed va riab le con tro l sy ste m.A n ex a m p le o f sinuso idal PWM inver ter is p resented to describe m ode ling and si m u la tion fo r A C m o to r as w e ll as S I M U L I NK si m u lation d ia-g ra m s.T he re su lts show s tha tA C m o to r sy ste m si m u lation using S I M U L I N K is si m p le,d i-rect and conv en ien t.K eywor ds　M A T LA B/S I M U L I NK,A C m o to r,speed va riab le,si m u lation(责任编辑　张培练) (上接第67页)U s i ng Cen tre of Speed to Get the Angle Acce lerationof S m ooth PoleYang Wend iAbstract　A ne w w ay to ge t the ang le acce le ra tion o f the s m oo th po le is p resented.T h is ne w w ay is m o re d irect,si m p ler,m o re co ven ient,qu icker and w ith h i g her deg ree o f prec ision co m pa red w ith the conv en tiona lw ay s.K eywor ds　M ec h an ism o f s m oo th po le,the cen tre o f speed,ang le acce lera tion(责任编辑　张岩芳) 。

基于MATLAB_SIMULINK交流电机调速系统的建模与仿真

第21卷第3期辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2002年 6月 Vol.21, No.3 Journal of Liaoning Technical University (Natural Science) Jun., 2002收稿日期：2001-06-03　作者简介：张庆新(1970-)，男，河北省保定人，讲师，博士生。

本文编辑：杨瑞华文章编号：1008-0562(2002)03-0323-03基于ＭＡＴＬＡＢ／ＳＩＭＵＬＩＮＫ交流电机调速系统的建模与仿真　张庆新１　，　刘光德２　，　王颖１　（1 沈阳航空工业学院, 辽宁沈阳 110034; 2 沈阳工业大学, 辽宁沈阳 110023）摘要：利用MATLAB/SIMULINK 构造交流电机调速系统仿真模型，仿真系统采用易扩展的模块化设计，并增设观察器、观察参数变化对系统的影响，该方法模型简单，可在线改变所有参数，并能方便地验证各种调速方案，据此选出高效的高速设计方案。

关键词：交流电机；调速系统；仿真中图号：TM 32 文献标识码：A０引言　计算机仿真技术是现代科学研究和产品设计的新手段，特别是在采用电力半导体器件对电机进行分析研究中，计算机仿真技术显示出它的巨大优越性，MATLAB/SIMULINK 环境是一种优秀的系统仿真工具软件，使用它可以大大提高系统仿真和CAD的效率和可靠性，本文利用MATLAB/SIMULINK 构造了一个交流电机调速系统，并给出了仿真结果。

１交流调速系统仿真模型　对如图1所示的交流调速系统，由于有大电容滤波，整流侧一般认为输出理想的直流电压，即在建立数学模型时，可以将图1所示的结构图等效为图2所示的结构形式，如果再对大功率开关器件(如IGBT)进行抽象，把上下两个桥臂的开关器件等效为如图3所示的电路图，即当 G ≤０时Ｃ＝Ｅ２；当Ｇ＞０时Ｃ＝Ｅ１。

这样，对整个系统进行数学建模时只需考虑异步电机模型及ＰＷＭ控制技术在MATLAB/SIMULINK 中的实现即可。

基于MATLABSIMULINK交流变频调速系统的仿真研究

在本研究中，我们提出了一种基于MATLAB SIMULINK平台的交流电机调速系统建模与仿真方法。该方法主要基于矢量控制原理，通过控制电机的定子电流和转子磁场夹角来实现电机的速度控制和转矩控制。具体来说，我们首先根据交流电机的物理模型，建立其数学模型。然后，使用MATLAB SIMULINK软件进行仿真实验，并通过对仿真结果的分析和优化，最终实现了一个高性能的交流电机调速系统。
总之，基于MATLABSimulink的变频调速系统建模与仿真是一种非常有效的研究方法，对于深入理解变频调速技术、优化系统设计和提升系统性能具有重要意义。随着科学技术的发展，相信未来变频调速技术将在更多领域得到应用和发展。
随着电力电子技术和控制理论的不断发展，交流调速系统已经成为工业领域中非常重要的组成部分。其中，双闭环SPWM变频调速系统因其具有优良的调速性能和节能效果而得到了广泛的应用。本次演示旨在通过MATLABSimulink软件对双闭环SPWM变频调速系统进行仿真研究，以期为相关领域的研究和应用提供有益的参考。
总之，通过对变频调速系统的建模与仿真，我们可以更加深入地理解其工作原理和性能表现。利用MATLABSimulink强大的仿真功能，我们可以方便地研究各部分模型对系统性能的影响，并优化整体系统设计。这种方法为变频调速系统的研究、设计和应用提供了有力的支持，有助于推动电力电子技术的发展和工业控制领域的进步。
在仿真过程中，我们可以通过调整给定信号、系统参数和负载等条件，对双闭环SPWM变频调速系统的稳态性能和动态性能进行全面的分析。其中，稳态性能主要包括调速范围、静差率、调节精度等指标，而动态性能则包括响应时间、超调量、振荡次数等指标。通过仿真结果，我们可以清楚地了解系统的性能表现，并为实际应用提供有力的依据。

基于Simulink的交流变频调速系统建模与仿真

最大转矩系数 KT
2. 0
4. 1. 3 试验结果
调速手柄从零档起 , 在 2 s时切换到最高档 4 档 . 测得的转速传感器输出转速 — 时间曲线见图 7.
TN = 9 550 R1 =
PN nN
0. 95U 1N SN 3 I1N
KT - 3;
2
X =
Ux p 2 2 ( - R1 ) - R1 210 KT TN
2 异步电动机仿真模型
由于异步电动机转子电压为 0, 将式 ( 3 ) 化解 , 可得
pi i 1 - Lm pia 2 ) /L s α1 = ( u α1 - R 1 α pi i 1 - Lm pi β1 = ( u β1 - R 1 β β2 ) /L s ( 8) ( 9) ( 11 )
0
Lm p - ωLm
0
R2 + L r p - ωL r
ωLm
Lm p
ωL r
R2 + L r p
( 3)
利用二相旋转变换的反变换式 , 可得 id 1 = α i 1 co sθ + β i 1 sin θ
iq1 = - α i 1 sin θ + β i 1 co sθ id 2 = α i 2 co sθ + β i 2 sin θ iq2 = - α i 2 sin θ + β i 2 co sθ ( 4)
作者简介 : 林立 ( 1983 2) ,男 ,上海人 ,硕士研究生 ,研究方向为机电系统控制 , ( E 2 mail) zerrolee@163. com 梁岗 ( 1969 2) ,男 ,河南开封人 ,副教授 ,博士 ,研究方向为计算力学 , ( E 2 mail) gangliang@ cen. shm tu. edu. cn

基于MATLAB逆变器-交流电动机变频调速系统的仿真汇编

基于MATLAB环境下逆变器-交流电机变频调速系统的仿真摘要本文以交流电动机变频调速系统为研究对象，以MATLAB为仿真工具，介绍了Simulink仿真模块，分析了变频器的工作原理，并在此基础上进行了多种逆变电路的仿真设计。

文章首先对MATLAB/Simulink模块中电力电子仿真所需要的电力系统模块集做了简要的说明，介绍了变频器中实现变频的主要环节——逆变器的工作原理，并且分析了目前几种最常见的逆变器（单向全桥逆变器、三相桥式逆变器和SPWM控制的单相逆变器）的工作原理，在此基础上运用MATLAB软件分别对这几种电路的仿真进行了设计；并进一步设计出了交-直-交变频器的仿真模型，实现了对交流电动机变频调速系统的仿真。

关键词：Simulink，电压型逆变电路，变频调速，仿真设计目录第一节绪论————————————————————————4 一交流调速技术发展概况——————————————————-4 二全数字控制技术—————————————————————-6 三系统仿真————————————————————————-7 四论文的意义及任务————————————————————-8第二节电力电子器件仿真模型及逆变电路仿真设计———————8 一绝缘栅双极性晶体管的仿真模型及参数设定—————————-8 二逆变电路仿真设计————————————————————-11第三节基于MATLAB的变频调速系统的仿真设计————————16 一变频器的基本概念————————————————————16 二交一直一交变频电路的仿真设计——————————————18 第四节小结——————————————————————-20第一节绪论一交流调速技术发展概况直流电气传动和交流电气传动在19世纪先后诞生。

由于直流传动具有较好的调速性能，而交流传动调速性能难以满足生产要求，因此，在20世纪大部分年代里，直流传动在调速领域中一直占据主导地位。

基于Simulink5.0的交-交变频器仿真分析

生动态的基准波，通过脉冲触发器与线电压进行实时比较，经过数据运算产生相应的触发脉冲；变频信号的电压、电流波形可以通过多路测量仪检测，可以通过示波器观察。并
傅立叶分析器
图２交－交变频器仿真模型
４逻辑换相控制器的创建
逻辑换相控制器的实现是交交变频器仿真中的关键、点。逻辑换相控制器的反应速度直接决定了难
端ＢＲ和Ｂ，就是确定整流器的工作状态。们之间的逻辑关系为：Ｆ＝Ｂ，，Ｒ＝Ｆ也它ＢＲ（ｒＢ）Ｂ（，，。根据逻辑关系，Ｆ［，，）］利用子系统创建逻辑换相控制器模型如图３所示。
的电力系统模块库对交．交变频器进行了仿真。在无环流换相逻辑部分，了简化仿真过程，为还使用了ＭＡＬＢ软件中的子系统。使用实时比较的新方法，ＴＡ不仅可以获得触发脉冲，可以通还
过改变模型中的参数来获得任意频率和幅值下的低频波。依据对交一变频器输出波形结果的交
分析，验证了所建立模型的正确性。同时还对负载侧电流进行了傅立叶变换，出了部分谐波得
的幅值和相位，为有源电力滤波器的设计提供了依据和参数。关键词：余弦交截法；系统；子有源电力滤波器；交变频器交一
中图分类号：Ｍ６文献标识码：Ｔ４Ａ文章编号：１７００（０７０ —０９—４６４。３０２０）３０８０

基于MatlabSimulink的变频系统仿真

基于Matlab/Simulink的变频系统仿真2011-08-23 13:20:09来源:互联网关键字: 变频器Simulink仿真工具<a target='_blank'href='/www/delivery/ck.php?n=826cd67'><img border='0' alt='' src='/www/delivery/avw.php?zoneid=212&n=826cd67' /></a>0 引言节能减排对于保护环境和国民经济的可持续发展有着巨大作用，己得到世界各国政府和人民的重视，为节省工业用户中使用电动机时消耗的大量的电能，交流变频器调速用得愈来愈多，特别是在风机，泵类的调速中。

不仅如此，在一些可再生能源的装置中也要大量采用变频装置。

例如在风力发电利用永磁发电机发电的直驱发电系统中，其产生的低频电压须经变频后向工频电网送电；又如风力发电中目前广泛采用双馈感应发电机（DFIG），允许转子异步运行，但又要和电网联接，稳定运行，这时必须要向转子输入滑差频率的电流，因滑差可正可负，要求变频器既能送出电能到转子，又能将转子能量反馈到电网。

众所周知，变频器最主要的部件是逆变器，早期的逆变器，比如三相桥式逆变器常采用6脉冲运行方式，其输出电压为方波或阶梯波，谐波含量很大。

近年来，随着开关频率允许很高的全控型电力电子器件，如IGBT，GTR，IGCT等的问世，逆变器的控制大多被脉宽调制PWM代替，其中以正弦波脉宽调制SPWM用得最多。

PWM 的优点是可以同时完成调频、调压的任务，使输出电压中谐波含量极大地减少，此外由于开关频率高，所以有利于快速电流控制。

在设计和研究变频器时，最方便的方法，无疑是利用仿真工具，应该说经过近三十年发展起来的MATHWORKS公司的Matlab软件，特别是它提供的Simulink仿真工具，应是最佳选择之一，它是功能十分强大而齐全的仿真软件，有许多工具箱，用户可以从工具箱中取出所需的元器件，通过联接等操作，建立与实物相对应的数学模型，从而对它进行测试，所得仿真结果可供设计研究参考。

基于matlab的交流异步电机变频调速运行设计

基于matlab的交流异步电机变频调速运行设计
交流异步电机是一种常见的电动机，它可以通过变频调速运行来实现转速控制。

在MATLAB中，我们可以使用Simulink来
进行交流异步电机的变频调速运行设计。

以下是一个基于MATLAB的交流异步电机变频调速运行设计
的简单步骤：
1. 创建模型：在MATLAB/Simulink中创建一个新的模型。

2. 添加组件：通过拖拽、双击等方式添加交流异步电机模型、PID控制器、变频器等组件到模型中。

3. 连接组件：使用连线工具将组件连接起来，包括将PID控
制器的输出连接到变频器的输入，将变频器的输出连接到交流异步电机模型的输入等。

4. 参数设置：根据实际需求，设置各个组件的参数，包括PID
控制器的比例、积分、微分系数，变频器的输出频率等。

5. 仿真运行：在Simulink中点击运行按钮，进行仿真运行。

通过观察仿真结果，可以评估交流异步电机的转速控制性能。

6. 优化调试：根据仿真结果，对PID控制器参数、变频器输
出频率等进行优化调试，以达到所需的转速控制效果。

需要注意的是，具体的设计步骤和方法可能因实际情况而有所不同。

在实际应用中，还需要考虑电机的额定功率、转矩特性、电压、电流等因素，并结合电机的特性曲线进行调试和优化设计。

毕业设计-基于MATLAB-SIMULINK的交流电动机调速系统仿真.(DOC)

1 绪论1.1课题研究背景及目的1.1.1 研究背景直流调速系统的主要优点在于调速范围广、静差率小、稳定性好以及具有良好的动态性能。

在相当长时期内，高性能的调速系统几乎都是直流调速系统。

尽管如此，直流调速系统却解决不了直流电动机本身的换向和在恶劣环境下的不适应问题，同时制造大容量、高转速及高电压直流电动机也十分困难，这就限制了直流拖动系统的进一步发展。

交流电动机自1985年出现后，由于没有理想的调速方案，因而长期用于恒速拖动领域。

20世纪70年代后，国际上解决了交流电动机调速方案中的关键问题，使得交流调速系统得到了迅速的发展，现在交流调速系统已逐步取代大部分直流调速系统。

目前，交流调速已具备了宽调速范围、高稳态精度、快动态响应、高工作效率以及可以四象限运行等优异特性，其稳、动态特性均可以与直流调速系统相媲美。

与直流调速系统相比，交流调速系统具有以下特点：（1）容量大；（2）转速高且耐高压；（3）交流电动机的体积、重量、价格比同等容量的直流电动机小，且结构简单、经济可靠、惯性小；（4）交流电动机环境使用性强，坚固耐用，可以在十分恶劣的环境下使用；（5）高性能、高精度的新型交流拖动系统已达同直流拖动系统一样的性能指标；（6）交流调速系统能显著的节能；从各方面看，交流调速系统最终将取代直流调速系统。

1.1.1研究目的本课题主要运用MATLAB-SIMULINK软件中的交流电机库对交流电动机调速系统进行仿真，由仿真结果图直接认识交流系统的机械特性。

本文重点对三相交流调压调速系统进行仿真研究，认识PID调节器参数的改变对系统性能的影响，认识该系统动态及静态性能的优劣及适用环境。

1.2 文献综述在实际应用中，电动机作为把电能转换为机械能的主要设备，一是要具有较高的机电能量转换效率；二是应能根据生产机械的工艺要求控制和调节电动机的旋转速度。

电动机的调速性能如何对提高产品质量、提高劳动生产率和节省电能有着直接的决定性影响。

基于Matlab的交-交变频特性研究

ｔｙｉｔｒｈｒｓｏｓ，ｅｅｙｆｅｕｅｃｈｎｉｇｉｃｔｉｍａｅｕｆｐｓｔｅｎｅａｉｅｒｃｉｅｉｃｉ．Ａｃｏｄｎｔｖｒｑｎｙｃａｇｎｃｒｕｉｓｒｄｐｏｏｉｉａｄｎｇｔｅｔｒｃｒｕｔｖｖｉｆｃｒｉｇｈｅ
ｃｓｎｅｉｔｒｅｔｍｅｈｄｔｅｅｍｉｅｐｌｅｔｉｇｒｔｍｅ，ｅｔｂｉｈｔｅｉｏｉｎｅｃｐｔｏｏｄｔｒｎｕｓｒｇｅｉｓａｌｓｈｓｍｕｌｔｎｍｏｅｎＭａｌｂ，ｓｍｕａｅｔａｉｄｌｉｔａｏｉｌｔｈｅｃｎｅｒｏ１ｆｅｅｃｆｌｏｖ￣ｅｎ／３ｒｑｕｎｙｕｌｅｓｒｐｒｓｕｅ，ｔｅｅｕｔｅｆｅｔｅｅｓｂｌｙｆｔｅｏｖ￣ｅ，ｐｏｅｍｐａａｔｈｒｓｌｖｒｉｓｈｆａｉｉｔｏｈｅｎｅｒｉｉｒｖｉｏｎ
ｔｅｒｔｃｌｂｓｓｆｒａｔａｒｃｓｎｌｓｓｈｏｅｉａａｉｏｃｕｌｐｏｅｓａａｙｉ．
Ｋｅｗｏｄｖｒｂｅｆｑｅｃｙｒｓ：ａａｌｅｕｎｙ；ｂｄｅｃｒｕｔｈｒｃｅｓｉｓｉｒｉｒｇｉｃｉ；ｃａａｔｒｔｉｃ
煤
矿
机
电
・９・２
Ｖ＋Ｖｔ２
ｖ＋ｖ２３
ｖ＋ｖ３４
ｖ．５＋ｖ
ｖ＋ｖｓ６
ｖ＋ｖｉ６

【论文】本科毕业论文基于matlab的变频器的仿真研究

【关键字】论文摘要目前国际形势纷乱复杂、能源危机日益突出，能源瓶颈已经逐渐成为了制约国民经济持续发展的主要因素之一，迫切需要提高工农业生产中的能源利用率。

而随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，交流变频调速技术得到了迅速发展，其显著的节能效益，高精确的调速精度，宽泛的调速范围，完善的保护功能，以及易于实现的自动通信功能，得到了广大用户的认可。

在运行的安全可靠、安装使用、维修维护等方面，也给使用者带来了极大的便利。

因此，研究交—直—交变频调速系统的基本工作原理和作用特性意义十分重大。

本文根据变频器的基本工作原理和工作特性，设计了一种电压源型交-直-交变频器。

主要内容如下:（1）设计变频器的工作原理系统框图，选择用到的元件并确定其参数（2）通过MA TLAB/SIMULINK搭建交—直—交变频调速系统的仿真模型（3）进行仿真，得到仿真波形仿真结果表明所设计系统的控制效果是比较理想的，仿真实验证明该系统运行良好，设计切实可行。

关键词：变频器；异步电机； MATLAB仿真；交流调速The simulation and research of the frequency converterbased on MATLABAbstractAs the current international situation is complex and confusing, energy crisis is becoming more and more serious, the energy bottleneck has gradually become the one of the main factors restricting the national economy sustainable development, there is a urgent need to enhance the utilization rate of the energy in the production of industry and agriculture. Along with the rapid development of power electronic technology, computer technology, automatic control technology, AC variable frequency speed control technology has been rapidly developed, its significant energy efficiency, high precise speed control precision, wide speed range, perfect protection function, and easy to achieve communication function has been recognized by the vast numbers of users. It also bring great convenience to the users in the safe and reliable installation, using, maintenance and repair operation.According to the basic principle and characteristics of the converter, this paper designed a voltage source type AC-DC-AC converter. The main contents are as follows:(1) Design the working principle diagram of the converter system, choose the elements which need and determine the parameters.(2) Use the MA TLAB/SIMULINK to build an AC-DC-AC speed control system.(3) Running the simulation and get the simulation waveform.The simulation results show that the system control effect is ideal, the simulation experiments prove that the system operates well , the design is viable.Key words: Frequency converter; Asynchronous machine; MATLAB simulation; AC variable speed目录1引言................................................ 错误!未定义书签。

基于SIMULINK的变频器仿真研究

理出发，采用ＳＩＭＵＬＩＮＫ工具箱对一种ＡＣＡＣ和一种ＡＣＤＣＡＣ变频电路进行研究。采用模拟仿真方法对变频调速系统进行分析，设计了ＡＣＡＣ和ＡＣＤＣＡＣ变频器的ＳＩＭＵＬＩＮＫ模型并进行仿真。通过分析仿真结果展现了交交变频和交直交变频具有的相同和不同点。这种仿真分析方法是学习和理解交流变频技术更有效途径，也是验证变频系统可行性的有效
９６９８
科
学
技
术
与
工
程
１３卷
零组件增至最高。另外半个周期对整流器组２进行控制。这样，输出电压ｕ。并不是平滑的正弦波，而是由若干段电源电压拼接而成，具有高次谐波，波
形接近正弦波。三相输出交交变频器由输出电压彼此差１２０。
（２０１２ＫＹＧ－５）、陕西省科技计划项目（２０１２ＪＭ８００７）资助作者简介：彭燕（１９８４一），女，汉族，陕西宝鸡人。硕士研究生，讲
师。研究方向：智能检测技术。Ｅ — ｍａｉｌ：ｐｅｙｙａ８４＠１６３．ｃｏｎ。ｒ
⑥
２０１３Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｅｎｇｒｇ．
通信技术
基于ＳＩＭＵＬＩＮＫ的变频器仿真研究
彭燕

基于MatlabSimulink的变频系统仿真

基于Matlab/Simulink的变频系统仿真2011-08-23 13:20:09来源:互联网关键字: 变频器Simulink仿真工具<a target='_blank'href='/www/delivery/ck.php?n=826cd67'><img border='0' alt='' src='/www/delivery/avw.php?zoneid=212&n=826cd67' /></a>0 引言节能减排对于保护环境和国民经济的可持续发展有着巨大作用，己得到世界各国政府和人民的重视，为节省工业用户中使用电动机时消耗的大量的电能，交流变频器调速用得愈来愈多，特别是在风机，泵类的调速中。

不仅如此，在一些可再生能源的装置中也要大量采用变频装置。

例如在风力发电利用永磁发电机发电的直驱发电系统中，其产生的低频电压须经变频后向工频电网送电；又如风力发电中目前广泛采用双馈感应发电机（DFIG），允许转子异步运行，但又要和电网联接，稳定运行，这时必须要向转子输入滑差频率的电流，因滑差可正可负，要求变频器既能送出电能到转子，又能将转子能量反馈到电网。

众所周知，变频器最主要的部件是逆变器，早期的逆变器，比如三相桥式逆变器常采用6脉冲运行方式，其输出电压为方波或阶梯波，谐波含量很大。

近年来，随着开关频率允许很高的全控型电力电子器件，如IGBT，GTR，IGCT等的问世，逆变器的控制大多被脉宽调制PWM代替，其中以正弦波脉宽调制SPWM用得最多。

PWM 的优点是可以同时完成调频、调压的任务，使输出电压中谐波含量极大地减少，此外由于开关频率高，所以有利于快速电流控制。

在设计和研究变频器时，最方便的方法，无疑是利用仿真工具，应该说经过近三十年发展起来的MATHWORKS公司的Matlab软件，特别是它提供的Simulink仿真工具，应是最佳选择之一，它是功能十分强大而齐全的仿真软件，有许多工具箱，用户可以从工具箱中取出所需的元器件，通过联接等操作，建立与实物相对应的数学模型，从而对它进行测试，所得仿真结果可供设计研究参考。

基于MATLABSimulink交流电机变频调速系统仿真(正文)

摘要 (I)ABSTRACT (II)绪论 (1)1交流调速技术发展概况 (2)1.1电力电子器件 (2)1.2变流技术 (3)1.3变频调速的控制方式 (3)1.4MATLAB/Simulink仿真介绍 (4)2逆变电路的建模与仿真 (5)2.1绝缘栅双极型晶体管 (5)2.2逆变电路的设计 ........................................................... 错误！未定义书签。

2.2.1三相桥式逆变电路的基本原理 (6)2.2.2正弦脉冲宽度调制（SPWM）基本原理 (6)2.2.3三相SPWM逆变器的建模与仿真 (7)3变频器的设计仿真 (10)3.1变频器的基本概念 (10)3.2交-直-交变频电路的建模与仿真 (11)4矢量控制调速系统建模与仿真 (14)4.1 建立异步电机模型 (14)4.1.1 坐标变换 (14)4.1.2 建立dq坐标系下电机模型 (15)4.2 异步电动机按转子磁链定向的矢量控制 (17)4.2.1按转子磁链定向的同步旋转正交坐标系状态方程 (17)4.2.2 异步电动机模型仿真验证 (19)4.2.3 按转子磁链定向矢量控制的基本思想和特点 (20)4.3 按转子磁链定向矢量控制的方式 (22)4.3.1 电路闭环控制方式 (22)4.3.2 转矩控制方式 (22)4.4 矢量控制调速系统仿真 (23)4.4.1 仿真调试与参数设定 (24)4.4.2 仿真结果与分析 (25)致谢 (28)参考文献.................................................................................... 错误！未定义书签。

异步电动机采用变频调速技术，具有调速范围广，调速时因转差功率不变而无附加能量损失的优点，因此，变频调速是一种性能优良的高效调速方式。

基于Matlab的交-交变频特性研究

基于Matlab的交-交变频特性研究摘要：本文将讨论基于Matlab的交-交变频特性研究。

通过比较交变频技术在固定频率、单变频和双变频系统之间的差异，我们研究了交变频技术的优势和劣势。

此外，我们开发了一个Matlab程序，用于模拟交变频特性并了解它们的影响。

最后，我们根据得出的结果提出了一些结论，为改善交变频系统的性能提供了依据。

关键词：Matlab，交变频，固定频率，变频，模拟正文：1. 引言近年来，随着技术发展，机器人技术已经迅速发展，已经成为了激励社会发展的重要力量。

机器人系统的性能决定了机器人的可用性和效率，因此机器人的控制算法也就是驱动机器人系统性能的关键因素。

考虑到机器人系统需要快速响应和高精度控制，交变频技术目前成为控制算法中使用最广泛的一种。

2. 研究方法为了研究不同系统之间的差异，本文使用Matlab软件对交变频技术在固定频率、单变频和双变频系统中的表现进行了比较。

首先，通过直接对比不同系统的交变频特性，我们深入了解了它们之间的差异。

其次，根据实际情况结合Matlab软件的支持，我们编写了程序，用于模拟交变频特性并获得结果。

最后，我们根据获得的结果提出了一些结论，为改善交变频系统的性能提供了依据。

3. 结果及讨论从本文的实验结果可以看出，由于交变频技术可以改善系统的控制精度和提高效率，因此它在机器人系统控制中是比较有效的。

此外，相较于单变频和双变频系统，固定频率系统具有更小的调制离散度，因此可以具有更好的控制精度。

然而，与单变频和双变频系统相比，固定频率系统的功耗较高，这个特性限制了它的应用。

4. 结论总之，本文通过使用Matlab软件进行模拟，研究了交变频技术在固定频率、单变频和双变频系统中的性能。

研究显示，交变频技术在固定频率、单变频和双变频系统中存在明显差异，而在机器人系统控制中，选择合适的系统解决方案将大大提高机器人系统的效率和可用性。

5. 未来工作在本文的基础上，可以考虑进行更多的实验，以进一步研究交变频技术在不同系统中的表现。

基于Matlab的交交变频电路仿真研究 2

《电力电子技术》课程设计说明书三相交交变频系、部：电气工程及其自动化辅导老师：刘彬班级：1120333学号：44、36、28姓名：薛飞李长留武子搏目录开题报告摘要 (3)1、引言 (3)2、交交变频电路的工作原理 (3)2.1、三相输入单相输出的交交变频电路的结构和工作原理 (4)2.2、三相输入单相输出的交交变频电路正弦输出电压的形成过程 (4)3、三相输入单相输出的交交变频电路输出正弦波电压的调制方法 (7)4、交交变频电路的仿真研究 (9)4.1、DLC参数设置 (10)4.2、算法设置 (11)4.3、脉冲设置 (11)5、仿真运行结果 (12)5.1、频率为60度时 (12)5.2、频率为30度时 (12)6、结论 (13)参考文献 (13)摘要：本文首先以三相输入单相输出的交交变频电路为例介绍了交交变频电路的工作原理，接着以余弦交点法为例详细分析了交交变频电路的触发控制方法，最后用Matlab7.0仿真软件对交交变频电路进行了建模和仿真研究。

关键词：交交变频；余弦交点法；Matlab仿真Abstract: The principium of the AC-AC frequency converter with three phases input and one phase output is introduced in the first place．The control method of the AC-AC frequency converter is particularly analysed through discussing cosine-cross method in the second place. The AC-AC frequencyconverter’s simulation model is builded by the Matlab7.0 at last．Key words:AC-AC frequency converter; cosine-cross method; Matlab simulation1 引言20世纪30年代交交变频电路就已经出现，当时采用的是水银整流器，曾经有装置用在电力机车上，由于原件性能的限制，没能得到推广。