SPWM变频调速系统的计算机仿真
基于SPWM变频调速矢量控制系统研究及其仿真
摘要变频调速是交流电动机各种调速方式中效率最高、性能最好的调速方法,在整个交流调速中占有重要的地位。
采用MATLAB软件包中的SIMULINK对基于数学模型基础上的电气传动控制系统进行仿真建模，具有建模简便、结构直观、操作灵活等优点，并且仿真结果具有较高的精度。
本文介绍了现代交流调速系统的概况、矢量控制的基本概念以及在三相坐标系和两相坐标系下的异步电动机的数学模型。
并在此基础上应用MATLAB下的仿真工具SIMULINK软件建立了按转子磁场定向的异步电动机的数学模型，并对其进行仿真分析。
重点是对交流电机SPWM变频调速矢量控制系统的建模和仿真，并给出了仿真模型和仿真结果。
关键词：MATLAB/SIMULINK，矢量控制，异步电动机，仿真目录摘要 (I)ABSTRACT ................................... 错误！未定义书签。
第一章概述 (1)1.1现代交流调速系统的发展 (1)1.2矢量控制 (2)1.3研究内容 (3)第二章异步电动机的多变量数学模型 (4)2.1异步电动机在三相坐标系上的数学模型和性质 (4)2.1.1 异步电动机在三相坐标系上的数学模型 (4)2.1.2 异步电动机在三相坐标系上数学模型的性质 (9)2.2坐标变换 (10)2.2.1 三相静止/两相静止坐标变换（3S/2S） (11)2.2.2 两相静止/两相同步旋转的坐标变换（2S/2R） (13)2.2.3 直角坐标—极坐标变换(K/P) (14)2.3异步电动机在两相坐标系上的数学模型 (15)2.3.1 两相任意旋转坐标系上的数学模型 (15)2.3.2 两相静止坐标系上的数学模型 (18)2.3.3 两相同步旋转坐标系上的数学模型 (19)2.3.4 按转子磁场（磁通）定向的数学模型 (19)第三章异步电动机的矢量控制策略 (22)3.1矢量控制的基本思想 (22)3.1.1 矢量控制方法的提出 (22)3.1.2 矢量控制变换的思路 (22)3.2按转子磁场定向的矢量控制的实现 (23)3.3正弦波脉宽调制技术 (26)3.3.1 正弦波脉宽调制的原理 (26)3.3.2 SPWM控制方法 (26)3.3.3 电压型三相桥式逆变器 (27)第四章模型的建立和仿真结果分析 (28)4.1MATLAB/SIMULINK简介 (28)4.2异步电动机仿真模型子系统的建立 (28)4.2.1 3S/2R变换 (28)4.2.2 2R/3S变换 (29)4.2.3 电压电流变换 (30)4.2.4 异步电动机矢量控制模型 (30)4.2.5 电流电压变换 (31)4.2.6 逆变器模型仿真结构 (31)4.3异步电动机模型仿真 (31)4.3.1 异步电动机转速和电磁转矩的关系..................... 错误！未定义书签。
PMSM调速系统SVPWM控制的建模仿真[1]
![PMSM调速系统SVPWM控制的建模仿真[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/279561c689eb172ded63b7c4.png)
2 SVPWM 控制原理
整个控制系统的核心就是 PWM 控制器 , 它以 一定规律控制逆变器开关器件的通断状态将参考 电压变成一定频率和幅值的脉冲序列 , 实现对电机 的控制 ,并能有效地抑制和消除谐波 , 因此研究高 性能的 PWM 控制技术十分关键 。
SVPWM 也称磁通正弦 PWM 法
扇区号
Ⅱ
Ⅵ
Ⅰ
Ⅳ
Ⅲ
Ⅴ
m , p = 4; 逆变器直流母线电压 U dc = 300 V , 载波频
2
3. 1. 3 基本矢量作用时间计算
率为 2 kHz。空载启动 ,转速给定为 100 rad / s,在 0.
1 s时加入负载转矩 5 N ・m ,仿真时间为 0. 3 s。
基本矢量作用时间按照下式来计算 ,式中 Ts 是 逆变器开关周期 , U dc为逆变器直流母线电压 。
8 个导通状态 ,包括 6 个非零矢量 (称作基本电压矢
量 )和 2 个零矢量 ,这些电压矢量如图 3 所示 , 它们 在圆周空间呈均匀分布 。因此为了使逆变器输出 的电压矢量接近圆形 , 必须对这 8 种基本电压矢量 进行时间组合 ,例如当电压矢量位于图 3 所示的 Ⅰ 区时 ,用相邻的基本电压矢量合成 :
,它是以对称
模块 、 矢量切换点计算模块 、 PWM 波形生成模块 。
3. 1 SVPWM 模型算法 3. 1. 1 3 s/2 r坐标变换 3 s/2 s模块将三相参考电压变换为两相静止参
三相正弦电压供电时交流电机的理想磁通圆为基 准 ,用逆变器不同的开关模式所产生的实际磁通去 逼近这个基准圆磁通 , 由两者的比较结果决定逆变
3u α ) TS / 2U dc
( 7)
脉动 ,而 SVPWM 方式则能较好的对转矩脉动进行 抑制 ,运用到实际中可更有效地降低机械系统的 振动 。
基于SPWM变频调速系统的毕业设计(带仿真图)
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。
V控制，同时，软件程序使得参数的输入和变频器运行方式本文在控制上采用恒f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。
V控制，SA4828波形发生器关键字:变频调速，正弦脉宽调制，fABSTRACTRecently, the research of variable frequency speed variation of AC motor and relevant technology has become an important issue in electrical drive field, with the appearance of new power electron apparatus and microprocessor and the development of the control theory, the technology of variable frequency speed variation will improve more rapidly.This thesis has a research on these technologies: Variable Voltage Variable Frequency motor drive, inverter, and the creation principle of SPWM, Based on the results of the study, I designed a system of a new digital three phases VVVF motor drive system. It uses ASIC-SA4828 controlled by 8051 as main controlling core, it uses IGBT as power device, and uses EXB840 as drive. It uses diodes as converting circuit unit, which makes power factor close to 1. Because I only need to control inverter, the whole circuit is very simple.V operation. At the same time, it is very convenient toI adopt the means of linear finput parameters or change the drive’s operating mode due to the software proced ure. Moreover, owing to the advantages of the new integrated parts, it costs less time to develop this motor drive.This thesis has also detail introduced the method of the usage and the programs of the three phases SPWM wave generator SA4828. The software and the hardware of the control part in system have been completed.V Keywords: variable frequency speed control，Sine Pulse Width Modulation (SPWM)，f operation; SA4828 Wave Generator目录摘要 (i)Abstract (ii)1绪论 (1)1.1 变频调速技术简介 (1)1.2 变频器的发展现状和趋势 (2)1.2.1 变频器的发展现状 (2)1.2.2 变频器技术的发展趋势 (2)1.3 研究的目的与意义 (3)1.4 本次设计方案简介 (4)1.4.1 变频器主电路方案的选定 (4)1.4.2 系统原理框图及各部分简介 (5)1.4.3 选用电动机原始参数 (6)2交流异步电动机变频调速原理 (7)2.1 三相异步电机工作的基本原理 (7)2.1.1 异步电机的等效电路 (7)2.1.2 异步电动机的转矩 (8)2.1.3 异步电动机的机械特性 (9)2.1.4 异步电机变频调速原理 (11)3变频器主电路设计 (12)3.1 主电路的工作原理 (12)3.1.1 主电路各部分的设计 (12)3.1.2 变频器主电路设计的基本工作原理 (13)3.2 主电路参数计算 (16)3.3 IGBT及驱动模块介绍 (17)3.3.1 IGBT简介及驱动要求 (17)3.3.2 EXB840的内部结构 (19)3.3.2 采用EXB840的IGBT驱动电路 (20)4控制回路设计 (21)4.1 驱动电路设计 (21)4.1.1 SPWM调制技术简介 (21)4.1.2 SPWM波生成芯片特点和引脚功能 (23)4.2 保护电路 (24)4.2.1 过、欠压保护电路设计 (24)4.2.2 过流保护设计 (26)4.3 控制系统的实现 (27)5变频器软件设计 (29)5.1 流程图 (29)5.2 SA4828的编程 (29)5.2.1 初始化寄存器编程 (29)5.2.2 控制寄存器编程 (32)5.3 程序设计 (33)6变频器用MATLAB/SIMULINK仿真 (29)6.1 MATLAB/SIMULINK简介 (29)6.2 基于SPWM变频调速系统的仿真 (29)总结 (48)参考文献 (49)致谢 (50)1绪论1.1 变频调速技术简介变频调速技术是一种以改变交流电动机的供电频率来达到交流电动机调速目的的技术。
03 SPWM与SVPWM的比较仿真实验
电气与信息工程学院 2019年6月
1
教学内容： 1. 仿真实验的原理知识 2. 仿真实验的模型搭建 3. 仿真实验的结果分析
2
1. 仿真实验的原理知识
西门子MM440变频器 有 11 种 控 制 方 式 ， 脉 宽 调 制 (PWM) 可 以 工 作 在 正 弦 波脉宽调制(SPWM)，也可 以工作在空间矢量脉宽调 制(SVPWM)。本次实验是 SPWM 与 SVPWM 的 比 较 仿真实验。通过比较，掌 握这两种PWM方法的性能 特点。
定子电感 0.666H 转子电阻 3.24Ω 转子电感 0.670H 定转子互感 0.651H 转动惯量 0.02kg·m2
对于三相桥式PWM逆变电路，输出线电压uAB的基波分量 uAB1为
uAB1
Ud 2
3sin
rt
π 6
9
3. 实验结果分析与讨论
与SPWM相比，SVPWM的优点有： (1) 电机的电压矢量轨迹能逼近为恒定圆形，从而转矩脉动 更小、转矩响应更快。 (2) 逆变器输出的PWM波呈中心对称，从而PWM波的谐 波含量更小、谐波损耗更小。 (3) 直流母线电压利用率高，比SPWM高15%。 (4) 逆变器的开关次数更少，从而开关损耗更小，开关频率 可以更高。 (5) 计算机可以高度介入，控制算法便于数字实现。
uuAB**
uA uB
0.5max min 0.5max min
uC* uC 0.5max min
2. 仿真实验的模型搭建
SPWM驱动异步电机的仿真模型 7
2. 仿真实验的模型搭建
SVPWM驱动异步电机的仿真模型
SPWM变频调速系统的MATLAB仿真设计
SPWM变频调速系统的MATLAB仿真1.1系统仿真综述在采用电力半导体器件对电动机进行交流调速的分析研究中，计算机仿真技术已经显示出了它的巨大优越性。
MATLAB/SIMULINK环境是一种优秀的系统仿真软件，使用它可以大大提高系统仿真和CAD的效率和可靠性。
本设计的特点是用MATLAB对基于SPWM控制的交流异步电动机变频调速系统进行仿真分析。
系统仿真模型主要由整流器、滤波器、逆变器、电动机模型以及SPWM控制器几部分组成，对实际系统的分析与研究十分有帮助。
本文根据电力电子器件的开关原理、PWM调制方式的动作过程和自动控制理论，结合具体的电路拓扑结构并基于多信息融合思想，构建计算机仿真方案，在通过分析比较仿真波形、仪表的显示结果和存储示波器的记录，检验数学模型、电路拓扑结构、调节器方式和主要元器件参数是否正确，修改设计方案，逐步达到预期的目的。
本文用仿真调速系统控制一台三相异步电动机。
系统工作过程是：首先通过电网中获得三相对称交流电，然后经过三相不可控整流和SPWM控制方式下的逆变器为电动机提供电源。
电动机在三相逆变电源的控制下产生电磁转矩带动负载工作。
在本系统中，三相桥式逆变电路的基本工作方式采用的是导电方式，同一相(即同一半桥)上下两个臂交替导电，这样，在任意瞬间，将有3个桥臂同时导通。
在控制电路中，采用的是正弦波脉宽调制法(SPWM)，即三角形载波信号和三相对称的正弦波参考信号相比较，在交点处发出三相脉冲调制信号，去驱动逆变器主回路的各IGBT的基极，当改变参考信号的幅值时，相电位脉冲的脉宽随之改变，从而改变了主回路基波相电压的大小。
当改变参考信号的频率时，输出电压的频率随之改变。
如果同时改变参考电压的幅值和频率，就可以实现变频调速系统u/f＝常数的要求。
这种调制方式的特点是在半个周期内，脉冲间中心线等距，脉冲等幅、调宽，各脉冲面积之和与正弦波下的面积成正比。
在SPWM方式中，经常要用到调制系数M(M＝调制波幅值/载波幅值)。
SPWM变频调速系统建模仿真及应用
以 用解 析 的 方法 进 行分 析。 作 为 系统 分 析 研 ３ Ｓ ｐ ｗｍ变频 调速 系统 仿真 （ Ｍ＝调 制 波幅 值 ／ 载波幅值） 。 为了保 证 最 究 的一 种 重要 手 段 ， 仿 真技 术 得 到 了越 来 越 系 统 仿 真 是 设 计 出 系统 可 以 运 算 的 系 为 准 确 的 线 性 控 制 要 求 ， 正 弦 波 参 考 信 号 广泛 的应 用 。 通 过仿 真 可模拟 实际 系统 的 运 统 模 型并 利 用 它 在 计 算 机 上 进 行试 验 ， 计 的最 大 幅 值小 于 等于 三角波 幅值 ， 即 Ｍ≤ｌ 。 行过程， 描 述 系统 的状 态与 特 性 ， 分 析 系 统 算 机 仿 真 先 将 系 统 模 型 转 变 为 仿真 模 型 ， 通 过 一 系列 的 研 究 证 明， 当Ｍ≤１ 时， 逆 变 器 特 性随 参 数 的 变化 规 律 。 然 后 通 过 计 算 机 对 系统 的 特 性 和 规 律 进行 输 出 线 电 压 中基 波 分 量 的 最 大幅 值 只 有 逆 仿真 研 究 。 变器输入线电压幅值的０ ． ８ ６ ６ 倍。 因此， 根
２ Ｑ ！ 曼 Ｑ ： １ ２
研 究 报 告
Ｓｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ ａ ｎｄ Ｔｅｃ ｈｎ ｏｌ ｏｇｙ ￣ｎ ｏｖ ａｔ ｉ ｏｎ Ｈｅ ｒ ａ ｌ ｄ
Ｓ Ｐ ＷＭ变频调 速系统建模仿真及应用
王小红
（ 广东省湛江市技师学院 广 东湛江 ５ ２ ４ ０ ０ ０ ）
摘 要 ： 霞文以三 相异步电机仿真调速 系统的控制为倒， 论述ｓ ｐ ｗ ｍ 变频 系 统的调速原理及建模仿真 ， 根￣ Ｊ ｌ Ｓ ｐ ｗ ｍ 控制原理建立ｓ ｐ ｗ ｍ 变频调速 系 统的仿真模 型并运行得 到仿真波形， 将其 与实际波形相比较 ， 结果证明 了 建模仿真方法的有效性 ， 可应 用于职业院校电类专业对Ｓ ｐ ｗ ｍ 变频调
基于SPWM变频调速矢量控制系统研究及其仿真
题目基于SPWM变频调速矢量控制系统研究及仿真学生姓名学院专业班级学号起讫日期指导教师职称发任务书日期2008年 1 月14 日本科生毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）中期检查表注：1本表由检查教师填写，交学院保存备查，最终归入学生毕业设计（论文）档案；2．本表仅供参考，各学院根据检查需要，可对检查内容进行必要的调整。
检查教师：教研室主任：大学电气工程学院2008年06月摘要变频调速是交流电动机各种调速方式中效率最高、性能最好的调速方法,在整个交流调速中占有重要的地位。
采用MATLAB软件包中的SIMULINK对基于数学模型基础上的电气传动控制系统进行仿真建模，具有建模简便、结构直观、操作灵活等优点，并且仿真结果具有较高的精度。
本文介绍了现代交流调速系统的概况、矢量控制的基本概念以及在三相坐标系和两相坐标系下的异步电动机的数学模型。
并在此基础上应用MATLAB下的仿真工具SIMULINK软件建立了按转子磁场定向的异步电动机的数学模型，并对其进行仿真分析。
重点是对交流电机SPWM变频调速矢量控制系统的建模和仿真，并给出了仿真模型和仿真结果。
关键词：MATLAB/SIMULINK，矢量控制，异步电动机，仿真ABSTRACTVariable-frequency speed regulation is the most efficient way and the best performance and plays an important role in the whole motor speed control. The electric transmission control system simulation models are based on mathematical models used the SIMULINK which belongs to the MATLAB software package to simulate, it provides with modeling a simple, intuitive structure, operational flexibility and other advantages, and the simulation results with high accuracy.This paper mainly introduced the development of AC regulating speed system and the basis idea of Vector control and the dynamic models of induction motor which in the 3-phase references and 2-phase reference. Using SIMULINK in software MATLAB establish and simulate the dynamic model in the 2-phase synchronous rotary references. The emphases are to simulate about vector control system of the SPWM variable frequency control, and to give the simulation result and the analysis of the result.Key words:MATLAB/SIMULINK, Vector control, Asynchronous motor, Simulation目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章概述 (1)1.1现代交流调速系统的发展 (1)1.2矢量控制 (2)1.3研究内容 (3)第二章异步电动机的多变量数学模型 (4)2.1异步电动机在三相坐标系上的数学模型和性质 (4)2.1.1 异步电动机在三相坐标系上的数学模型 (4)2.1.2 异步电动机在三相坐标系上数学模型的性质 (9)2.2坐标变换 (10)2.2.1 三相静止/两相静止坐标变换（3S/2S） (11)2.2.2 两相静止/两相同步旋转的坐标变换（2S/2R） (13)2.2.3 直角坐标—极坐标变换(K/P) (14)2.3异步电动机在两相坐标系上的数学模型 (15)2.3.1 两相任意旋转坐标系上的数学模型 (15)2.3.2 两相静止坐标系上的数学模型 (18)2.3.3 两相同步旋转坐标系上的数学模型 (19)2.3.4 按转子磁场（磁通）定向的数学模型 (19)第三章异步电动机的矢量控制策略 (22)3.1矢量控制的基本思想 (22)3.1.1 矢量控制方法的提出 (22)3.1.2 矢量控制变换的思路 (22)3.2按转子磁场定向的矢量控制的实现 (23)3.3正弦波脉宽调制技术 (26)3.3.1 正弦波脉宽调制的原理 (26)3.3.2 SPWM控制方法 (26)3.3.3 电压型三相桥式逆变器 (27)第四章模型的建立和仿真结果分析 (28)4.1MATLAB/SIMULINK简介 (28)4.2异步电动机仿真模型子系统的建立 (28)4.2.1 3S/2R变换 (28)4.2.2 2R/3S变换 (29)4.2.3 电压电流变换 (30)4.2.4 异步电动机矢量控制模型 (30)4.2.5 电流电压变换 (31)4.2.6 逆变器模型仿真结构 (31)4.3异步电动机模型仿真 (31)4.3.1 异步电动机转速和电磁转矩的关系..................... 错误！未定义书签。
毕设论文异步电动机SPWM变频调速原理与仿真分析
毕设论文--异步电动机SPWM变频调速原理与仿真分析异步电动机SPWM变频调速原理与仿真分析摘要在分析SPWM原理的基础上，利用MATLAB/SIMULINK软件构造了SPWM调速系统的仿真模型并说明了规则采样法的可行性。
该模型主要利用S-函数模拟自然采样法和规则采样法的控制规则并应用电力系统工具箱构建逆变桥和电机，能够比较好的模拟真实的系统并实现变频调速的功能。
通过对仿真结果的分析，对比自然采样法和规则采样法控制性能的差异，得出了规则采样法在工程实际中应用的可行性。
关键词：SPWM，异步电机，MATLAB，仿真，规则采样法，自然采样法The Simulation and Analysis of the Fundmental Principle of Asynchronous Motor SPWM Speed AdjustingABSTRACTBase on analizing SPWM principle, the SPWM velocity modulation system's simulation model has been constructed by using the MATLAB/SIMULINK software.After analizing the results of simulation,the feasibility of the regular sample law is given out. This model mainly uses the S- function analogue natural sampling law and the regular sampling method control rule and construct inverter and machine ,this model can simulate the real system and realize the frequency conversion velocity modulation function. The simulation results is given out in this paper, though analizing the simulation results and constrasting the difference of the control performance of natural sampling law and regular sampling,the application feasibility of the regular sampling law in the project has been obtained. KEYWORDS: SPWM ,aynchronous motor,MATLAB,simulation, regular sampling law, ntural sampling law目录摘要......................................................................................................................................... I I ABSTRACT (III)1 绪论 (1)1.1交流调速系统的发展 (1)1.2交流调速系统的基本类型 (2)1.2.1 异步电动机调速系统的基本类型 (2)1.2.2 同步电动机调速的基本类型 (4)2 Siulink 仿真基础 (5)2.1 Simulink简介 (5)2.1.1 Simulink启动 (5)2.1.2 Simulink 组成 (5)2.1.3 仿真过程 (6)2.2 Simulink 模块库简介 (6)2.3电力系统工具箱简介 (6)2.4 S-函数简介 (7)2.4.1 S-函数的基本概念 (7)2.4.2 S-函数的使用 (7)2.4.3 与S-函数相关的一些术语 (8)2.4.4 S-函数的工作原理 (8)2.4.5 编写M文件S-函数 (9)3 异步电动机变压变频调速系统 (11)3.1概述 (11)3.2变压变频调速的基本控制方式 (11)3.2.1 基频以下调速 (11)3.2.2 基频以上调速 (12)3.3异步电动机电压－频率协调控制时的机械特性 (13)4 PWM控制技术 (15)4.1 正弦脉宽调制原理及其优点 (15)4.1.1 SPWM原理 (15)4.1.2 SPWM的优点 (19)4.1.3关于SPWM的开关频率 (19)4.2 同步调制和异步调制 (20)4.2.1 异步调制 (20)4.2.2 同步调制 (20)4.2.3 分段同步调制 (20)4.3 SPWM波形的生成 (21)4.3.1 自然采样法 (21)4.3.2 规则采样法 (22)5 异步电动机SPWM变频调速仿真系统的设计 (24)5.1自然采样法系统的设计 (24)5.1.1 三角波的生成 (24)5.1.2 自然采样法SPWM 脉冲的生成 (26)5.1.3 直流电源 (26)5.1.4 逆变器的设计 (26)5.1.5 系统总框图的设计 (27)5.2 规则采样法系统的设计 (27)5.2.1 规则采样法脉冲的生成 (27)5.2.2 规则采样法系统总框图的设计 (30)5.3仿真分析 (30)5.3.1 额定转速（50HZ）的波形 (30)5.3.2 性能对比分析 (32)致谢 (38)参考文献 (39)1 绪论1.1 交流调速系统的发展[1]直流电气传动和交流电气传动在19世纪先后诞生。
(完整版)SVPWM仿真
SVPWM仿真与分析电压空间矢量控制技术是把逆变器和交流电动机视为一体，以圆形旋转磁场为目标来控制逆变器的工作，磁链轨迹的控制是通过交替使用不同的电压空间矢量实现的。
把逆变器和交流电动机视为一体，以圆形旋转磁场为目标来控制逆变器的工作，磁链轨迹的控制是通过交替使用不同的电压空间矢量实现的。
第一章SVPWM基本原理随着微电子技术、计算机控制技术以及电力电子技术的发展，正弦脉宽调制（SPWM）策略已广泛应用于交流变频调速系统中，但是SPWM方法不能充分利用馈电给逆变器的直流电压；SPWM是基于调节脉冲宽度和间隔来实现接近于正弦波的输出电流，但是仍会产生某些高次谐波分量，引起电机发热、转矩脉动甚至系统振荡；另外，SPWM适合模拟电路，不便于数字化实现。
在交流电机调速的磁通轨迹控制思想的基础上，发展产生了电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）方法。
SVPWM物理概念清晰、算法简单且适合数字化实现，在输出电压或电机线圈电流中产生的谐波少，提高了对电压源逆变器直流供电电源的利用率。
1.13s/2s变换交流电动机三相对称绕组通以三相对称电流可以在电动机气隙中产生空间旋转的磁场，在功率不变的条件下，按磁动势相等的原则，三相对称绕组产生的空间旋转磁场可以用两相对称绕组来等效。
这就是矢量坐标变换中的三相静止坐标系和两相静止坐标系的变换（简称3S/2S变换）。
如图1-1所示。
对三相电进行3S/2S变换，将u，u，u分解到u，u坐标轴上。
可有：abc a Pu=u一ucos60。
一ucos60。
a abcu-0u+ucos30。
一ucos30。
式i-iP abc整理可得：式1-2c图1-13S/2S 变换对于三相交流电u ,u ,u 有:abcu -U cos （®t ）am<u -U cos （①t —120。
）b mu —U cos （®t +120。
） cm 将u ,u ,u 代入式1-2中，可得结果:abcu auPUcosmsin在进行3s/2s 变换时，希望得到等幅值变换，所以式1-2 式1-3式1-4中添加一个系数C=2/3。
基于MATLAB_SIMULINK三相交流异步电机SPWM控制调速的仿真与研究
基于MATLAB_SIMULINK实现三相交流异步电机SPWM调速控制的仿真与研究课程名称：电气工程课程设计基于MATLAB_SIMULINK三相交流异步电机SPWM控制调速的仿真与研究一．PWM控制的基本原理在采样控制理论中有一个重要的结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲在具有惯性的环节上，其效果基本相同。
冲量即指窄脉冲的面积。
这里所说的效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。
如果把各输出波形用傅里叶变换分析，则其低频段非常相近，仅在高频段略有差异。
当窄脉冲的形状不同，而它们的面积相等，那么，当它们分别加在具有惯性的同一个环节上时，其输出响应基本相同。
当窄脉冲变为单位冲击函数时，环节的响应即为该环节的脉冲过渡函数。
脉冲越窄，各脉冲响应波形的差异也越小。
如果周期性的施加脉冲，则响应也是周期的，用傅里叶级数分解后将可看出各波形在低频段的特性将非常接近，仅在高频段有所不同。
上述原理即称之为面积等效原理，它是PWM控制技术的重要理论基础。
下面分析如何使用一系列等副不等宽的脉冲来代替一个正弦波。
将正弦半波分成N等份，就可以把正弦半波看成是由N个彼此相连的脉冲序列所组成的波形。
这些脉冲宽度相等，都等于π/N，但幅值不等，且脉冲顶部不是水平直线，而是曲线，各脉冲的幅值按正弦规律变化。
如果把上述脉冲序列利用相同数量的等副而不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分的中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦半波部分面积相等，而得到一系列的脉冲序列，即PWM波形。
根据面积等效原理，PWM波形和正弦半波是等效的。
对于正弦半波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM波形。
像这种脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形，也称之为SPWM（Sinusoidal PWM)波形。
二．电压型PWM逆变电路及其控制方法本实验采用调制法，即把希望输出的波形（正弦波）作为调制信号，把接受调制的信号作为载波，通过信号波的调制得到所期望的PWM波形。
spwm调速系统及其仿真
.. . .. . .SPWM在交流调速系统中的应用：班级：学号：目录序言 (2)1.正弦脉宽调制SPWM型逆变器基础理论 (3)1.1正弦脉宽调制（SPWM） (4)1.2 SPWM波的调制条件 (6)2.三相SPWM逆变电路带星型负载的仿真 (7)2.1建立三相SPWM仿真模型： (7)2.2仿真结果分析 (9)3．三相异步电机调速系统SPWM电压型逆变器的仿真 (11)3.1 建立模型基础概念 (11)3.2 SPWM电压型逆变器矢量仿真模型的建立 (12)3.3 仿真结果及其分析 (15)序言交流电机传动的电力机车是由电压型、电流型交直交变流器供电的异步电机组成的系统，包括整流器，直流中间环节，和逆变部分。
而逆变器是控制6个半导体开关器件组成的三相桥式逆变电件的通断，可以得到不路。
按照一定规律控制同频率的三相交流输出各半导体开关器件的通断，可以得到不同频率的三相交流输出。
本文针对逆变环节，在理论分析的基础上，对针对带一般星型电感性负载，和在三相异步电机的情况下分别进行了MATLAB仿真，并对负载突然变动时的情况进行了讨论（添加一个阶跃转矩），在对三相异步电机进行仿真时，采用了转差频率控制的矢量控制模型，即使在负载变动的情况下，系统仍能在很短的时间达到稳定，可见其具有很好的调速性能。
为了简便起见，本文仅针对电压源型逆变环节进行讨论，所以在MATLAB 仿真中，直流中间环节采用直流电源替换，电压源型逆变器的原理图如下图所示：逆＋－dU dC 变器)a (电压型逆变器1.正弦脉宽调制SPWM 型逆变器基础理论所谓PWM （Pulse Width Modulation ）是用直流斩波的方法，将逆变器的输出相电压调制成幅值相等的若干个矩形电压脉冲，通过调节占空比改变脉冲宽度，即可改变输出电压的大小，而调节一个周期的循环开断时间可改变输出电压频率，从而在逆变器上实现VVVF 的综合控制。
下图是PWM 变频器的主电路原理图，图中以IGBT 全控功率元件143652VT VT VT VT VT VT 、、、、、构成A 、B 、C 三相桥臂，为简化图形，与各开关元件并联的续流二极管未画出，三相电阻负载‘Y ’接。
SPWM变频调速矢量控制系统的建模与仿真
SPWM变频调速矢量控制系统的建模与仿真一、本文概述Overview of this article随着电力电子技术和计算机技术的飞速发展，变频调速技术已成为现代工业控制领域中的一项重要技术。
其中，正弦脉宽调制（SPWM）作为一种高效、精确的变频调速方法，被广泛应用于电机驱动、风电、电力系统等领域。
本文旨在探讨SPWM变频调速矢量控制系统的建模与仿真，通过深入分析和研究，为实际应用提供理论支持和技术指导。
With the rapid development of power electronics and computer technology, variable frequency speed regulation technology has become an important technology in the field of modern industrial control. Among them, sine pulse width modulation (SPWM), as an efficient and accurate variable frequency speed regulation method, is widely used in fields such as motor drive, wind power, and power systems. This article aims to explore the modeling and simulation of SPWM variable frequency speed vector control system, and provide theoretical support and technical guidance for practical applicationsthrough in-depth analysis and research.本文将详细介绍SPWM变频调速矢量控制系统的基本原理和组成结构，包括正弦脉宽调制的原理、矢量控制的基本原理、系统的硬件组成和软件设计等方面。
spwm调速系统及其仿真
SPWM在交流调速系统中的应用姓名：班级：学号：目录序言 ............................................................... 2 1.正弦脉宽调制SPWM 型逆变器基础理论 .. (2)1.1正弦脉宽调制（SPWM ）......................................... 3 1.2 SPWM 波的调制条件............................................ 5 2.三相SPWM 逆变电路带星型负载的仿真 .. (5)2.1建立三相SPWM 仿真模型：...................................... 6 2.2仿真结果分析................................................. 7 3．三相异步电机调速系统SPWM 电压型逆变器的仿真 .. (10)3.1 建立模型基础概念 ........................................... 10 3.2 SPWM 电压型逆变器矢量仿真模型的建立........................ 11 3.3 仿真结果及其分析 . (13)序言交流电机传动的电力机车是由电压型、电流型交直交变流器供电的异步电机组成的系统，包括整流器，直流中间环节，和逆变部分。
而逆变器是控制 6个半导体开关器件组成的三相桥式逆变电件的通断，可以得到不路。
按照一定规律控制同频率的三相交流输出各半导体开关器件的通断，可以得到不同频率的三相交流输出。
本文针对逆变环节，在理论分析的基础上，对针对带一般星型电感性负载，和在三相异步电机的情况下分别进行了MATLAB 仿真，并对负载突然变动时的情况进行了讨论（添加一个阶跃转矩），在对三相异步电机进行仿真时，采用了转差频率控制的矢量控制模型，即使在负载变动的情况下，系统仍能在很短的时间内达到稳定，可见其具有很好的调速性能。
变频调速异步电动机系统的动态仿真
变频调速异步电动机系统的动态仿真一、变频调速技术简介1. PWMPWM控制技术是电气传动自动控制领域研究的一个热点。
PWM控制技术的原理是通过控制全控型半导体器件动作，把直流电压转换成电压脉冲序列，进而通过控制电压脉冲宽度与周期，最终实现变压、变频的一种控制技术，并且可以消除谐波。
变频调速系统采用PWM技术不仅能够及时、准确地实现变压变频控制要求，而且更重要的是抑制逆变器输出电压或电流中的谐波分量，从而降低或消除了变频调速时电机的转矩脉动，提高了电机的工作效率和调速系统性能。
目前，实际工程中主要采用的PWM技术是正弦PWM(SPWM)，使变频器输出电压或电流波形更接近于正弦波形。
SPWM方案多种多样，归纳起来可以分为电压正弦PWM、电流正弦PWM和磁通正弦PWM等三种基本类型，其中电压正弦PWM和电流正弦PWM是从电源角度出发的SPWM，磁通正弦PWM(也称为电压空间矢量PWM)是从电机角度出发的SPWM。
以正弦波作为逆变器输出的期望波形，以频率比期望波高得多的等腰三角波作为载波（Carrier wave），并用频率和期望波相同的正弦波作为调制波（Modulation wave），当调制波与载波相交时，由它们的交点确定逆变器开关器件的通断时刻，从而获得在正弦调制波的半个周期内呈两边窄，中间宽的一系列等幅不等宽的矩形波，如下图所示。
按照波形面积相等的原则，每一个矩形波的面积与相应位置的正弦波面积相等，因而这个序列的矩形波与期望的正弦波等效。
这种调制方法称作正弦波脉宽调制（SPWM），这种序列的矩形波称作SPWM波。
如果在正弦调制波的半个周期内，三角载波只在正或负的一种极性范围内变化，所得到的SPWM波也只处于一个极性的范围内，叫做单极性控制方式。
如果在正弦调制波半个周期内，三角载波在正负极性之间连续变化，则SPWM波也是在正负之间变化，叫做双极性控制方式。
2. 交-直-交变频器（1）整流器PWM电压型变频器中采用三相不可控二极管整流桥，它把工频电源变换成直流电源，其电功率的传送是不可逆的。
基于SPWM变频调速矢量控制系统研究及其仿真
摘要变频调速是交流电动机各种调速方式中效率最高、性能最好的调速方法,在整个交流调速中占有重要的地位。
采用MATLAB软件包中的SIMULINK对基于数学模型基础上的电气传动控制系统进行仿真建模，具有建模简便、结构直观、操作灵活等优点，并且仿真结果具有较高的精度。
本文介绍了现代交流调速系统的概况、矢量控制的基本概念以及在三相坐标系和两相坐标系下的异步电动机的数学模型。
并在此基础上应用MATLAB下的仿真工具SIMULINK软件建立了按转子磁场定向的异步电动机的数学模型，并对其进行仿真分析。
重点是对交流电机SPWM变频调速矢量控制系统的建模和仿真，并给出了仿真模型和仿真结果。
关键词：MATLAB/SIMULINK，矢量控制，异步电动机，仿真ABSTRACTVariable-frequency speed regulation is the most efficient way and the best performance and plays an important role in the whole motor speed control. The electric transmission control system simulation models are based on mathematical models used the SIMULINK which belongs to the MATLAB software package to simulate, it provides with modeling a simple, intuitive structure, operational flexibility and other advantages, and the simulation results with high accuracy.This paper mainly introduced the development of AC regulating speed system and the basis idea of Vector control and the dynamic models of induction motor which in the 3-phase references and 2-phase reference. Using SIMULINK in software MATLAB establish and simulate the dynamic model in the 2-phase synchronous rotary references. The emphases are to simulate about vector control system of the SPWM variable frequency control, and to give the simulation result and the analysis of the result.Key words:MATLAB/SIMULINK, Vector control, Asynchronous motor, Simulation目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章概述 (1)1.1现代交流调速系统的发展 (1)1.2矢量控制 (2)1.3研究内容 (3)第二章异步电动机的多变量数学模型 (4)2.1异步电动机在三相坐标系上的数学模型和性质 (4)2.1.1 异步电动机在三相坐标系上的数学模型 (4)2.1.2 异步电动机在三相坐标系上数学模型的性质 (9)2.2坐标变换 (10)2.2.1 三相静止/两相静止坐标变换（3S/2S） (11)2.2.2 两相静止/两相同步旋转的坐标变换（2S/2R） (13)2.2.3 直角坐标—极坐标变换(K/P) (14)2.3异步电动机在两相坐标系上的数学模型 (15)2.3.1 两相任意旋转坐标系上的数学模型 (15)2.3.2 两相静止坐标系上的数学模型 (18)2.3.3 两相同步旋转坐标系上的数学模型 (19)2.3.4 按转子磁场（磁通）定向的数学模型 (19)第三章异步电动机的矢量控制策略 (22)3.1矢量控制的基本思想 (22)3.1.1 矢量控制方法的提出 (22)3.1.2 矢量控制变换的思路 (22)3.2按转子磁场定向的矢量控制的实现 (23)3.3正弦波脉宽调制技术 (26)3.3.1 正弦波脉宽调制的原理 (26)3.3.2 SPWM控制方法 (26)3.3.3 电压型三相桥式逆变器 (27)第四章模型的建立和仿真结果分析 (28)4.1MATLAB/SIMULINK简介 (28)4.2异步电动机仿真模型子系统的建立 (28)4.2.1 3S/2R变换 (28)4.2.2 2R/3S变换 (29)4.2.3 电压电流变换 (30)4.2.4 异步电动机矢量控制模型 (30)4.2.5 电流电压变换 (31)4.2.6 逆变器模型仿真结构 (31)4.3异步电动机模型仿真 (31)4.3.1 异步电动机转速和电磁转矩的关系........................ 错误!未定义书签。
SPWM变频调速系统基于Simulink仿真模拟
SPWM变频调速系统基于Simulink仿真模拟发表时间：2018-03-16T10:18:25.530Z 来源：《知识－力量》2017年11月下作者：刘佳佳，方保江[导读] Simulink中有一个专门为电力系统仿真用的SimPowerSystems工具箱，该工具箱里面几乎包含所有的电力电子元件的模型，可以通过这些模型进行复杂系统的建模。
刘佳佳，方保江（郑州大学机械工程学院，河南郑州450001）摘要：交流伺服驱动系统是一个中间的过渡环节，即从机床的数控装置部分过渡到数控机床的机械传动部分，所以这一环节在数控机床里面是不可或缺的重要环节。
在这种交流伺服驱动系统里面调速系统是主要的核心，在分析各种异步电动机的调速系统以后，发现实现的性能最好和效率最高的就是变压变频调速系统（VVVF)。
在调速系统里面的脉宽调制（PWM）技术发展的飞快，在脉宽调制里面正弦波脉宽调制（SPWM)的特点是原理结构非常简单，控制容易和通用性好等一系列优点。
Simulink是MATLAB的重要组件，它向用户提供了一个动态系统建模，仿真和综合分析的集成环境。
Simulink中有一个专门为电力系统仿真用的SimPowerSystems工具箱，该工具箱里面几乎包含所有的电力电子元件的模型，可以通过这些模型进行复杂系统的建模。
关键词：交流伺服驱动系统；电力电子技术；VVVF；PSWM ；MATLAB/Simulink1 引言在进行交流电动机调速时，根据转速的表达式n=60f(1-s)/p,(其中n表示转速，f表示电流频率，s表示转差率，p表示磁极对数）。
要实现速度的变化，首先可以改变的是磁极对数，但由表达式可知，这种方式改变电动机的转动速度是有限的，而且不能实现无极变速。
另一种方法就是改变输入的电流的频率，改变输入的频率可以连续的改变电动机的转动速度，可以实现无极的变速，这一种方法就是变频调速。
在三相异步电动机里面电压与磁通之间的关系式就是U=kfΦ，其中U指异步电动机定子绕组的输入电压，f指电流的频率，Φ指磁通。
最新SPWM变频器-Matlab仿真
S P W M变频器-M a t l a b仿真------------------------------------------作者xxxx------------------------------------------日期xxxx2０11-20１2学年第二学期工作室项目研究报告研究题目:ＳPＷM变频器 Matｌab仿真班级:姓名：指导教师：２０１2年6月１0日1、前言随着现代电力电子技术的发展，变频器输出电压靠调节直流电压幅度(PＡM）的控制方式已让位于输出电压调宽不调幅（PWM)的控制方式。
所谓脉宽调制(PulｓｅWｉdth Modulatｉoｎ—ＰWM)技术是指利用全控型电力电子器件的导通和关断把直流电压变成一定形状的电压脉冲序列,实现变压、变频控制并且消除谐波的技术.１946年,德国的A.Scｈonung等人率先提出了脉宽调制变频的思想,他们把通信系统中的调制技术推广应用于变频调速中，为现代交流调速技术的发展和实用化开辟了新的道路。
4０多年来，PWM控制技术经历了一个不断创新和不断完善的过程。
目前,实际工程中主要采用的ＰWＭ技术是正弦ＰWM（ＳPＷM），这是因为变频器输出的电压或电流波形更接近于正弦波形。
SPWM方案多种多样,归纳起来可分为电压SPWＭ、电流ＳPWＭ和磁通SＰWM等三种基本类型，其中电压SPＷM和电流SPWM是从电源角度出发的SPWM，磁通SPＷＭ是从电机角度出发的SPＷM方法。
SPＷＭ变频器的主要特点是:1、主电路只有一个可控的功率环节,开关元件少,控制线路结构得以简化;2、整流侧使用了不可空整流器,电网功率因数于逆变器输出电压无关,基本上接近于1;3、ＶＶVF(Ｖariable Voltａge Ｖarｉabｌe Frequenｃy）在同一环节实现,与中间储能元件无关，变频器的动态响应加快;4、通过对ＳPＷM控制方式的控制,能有效地抑制或消除低次谐波．本文是在熟悉ＳPＷM变频器工作原理的基础上,通过在MＡTLAＢ仿真环境下,运用ＳＩMUＬIＮＫ电力系统工具箱的各种元件模型建立SPWM变频器电路的仿真模型，并对其进行测试分析。