基于MATLAB三相异步电动机调压调速系统设计
基于MATLAB的直流调压调速控制系统的仿真
三、MATLAB仿真环境搭建
MATLAB提供了Simulink仿真工具，可以方便地进行控制系统的建模和仿真。在搭建直流调压调速控制系统的仿真环境时，首先需要对电机的特性进行建模，包括电机的电动力学方程、电机的转矩-转速特性曲线等。然后，设计控制器的结构和参数，通过Simulink建立相应的控制模型，最后进行仿真验证。MATLAB还提供了丰富的工具箱和函数库，如控制系统工具箱、电机控制工具箱等，能够方便地进行控制系统设计和分析。
2. 控制系统模型
在直流调压调速控制系统中，控制器起着至关重要的作用。常见的控制器包括PID控制器和模糊控制器。这些控制器可以根据电动机的工作状态和需求信号进行控制，实现对电动机速度和输出电压的精准控制。在进行仿真时，需要将控制器的数学模型结合到整个系统中，以实现对电动机的系统级控制。
在MATLAB中进行直流调压调速控制系统的仿真时，可以利用Simulink工具箱进行建模和仿真。Simulink是MATLAB的一个附加工具箱，提供了丰富的模块和功能，可以方便地对控制系统进行仿真和分析。以下是基于MATLAB的直流调压调速控制系统的仿真步骤：
五、实验结果与分析
通过MATLAB的仿真实验，我们可以得到直流调压调速控制系统的性能指标，如电机的转速曲线、电机的输出功率曲线等。根据仿真结果，我们可以对控制系统进行性能分析和优化，调整控制器的参数，改进控制策略，提高系统的稳定性和响应性能。通过仿真实验可以验证控制系统的设计是否满足实际要求，指导工程实践中的系统调试和优化。
基于Matlab的三相异步电动机起动、调速和制动特性仿真
信息工程学院基于Matlab的三相异步电动机起动、调速和制动特性仿真摘要：异步电动机目前在日常生活中已得到广泛应用，其主要特点为结构简单、运行可靠、效率较高和成本较低。
为使其应用更加广泛且性能更加完善，有必要对其最基本的起动、制动和调速性能进行深入研究。
而随着电机研究的不断深入，仿真就成为对其进行研究的一个重要手段，其中Matlab软件以其方便、高效、直观的特点，广泛应用于异步电动机的仿真研究，方便快捷且节约资源，为解决一些复杂问题带来了极大的方便。
本文通过Matlab软件进行仿真，研究异步电动机起动、调速和制动的各种方法，以找到提高其性能的途径，并通过与理论相对比，验证了本文模型的有效性和正确性。
关键词：Matlab；仿真；异步电动机Simulation for Start-up ,Speed Control and Braking Character of Three-phase Asynchronous Motor Based onMatlabAbstract:Asynchronous motor has been widely used in our daily life at present, the main characteristics of simple structure, reliable operation, high efficiency and low cost. In order to make its application more widely and performance will be improved, it is necessary for the most basic starting, braking and speed regulating performance for further research. And with the research of motor, the simulation has become an important means to study, the Matlab software, with its convenient, efficient and intuitive features, are widely used in the simulation research of asynchronous motor is convenient and save resources, to solve some complex problems has brought great convenience.Based on the Matlab software simulation, the asynchronous motor starting, speed and braking methods, in order to find ways to improve its performance, and compared with the theory, proves the correctness and the effectiveness of the model. Key words:Matlab; simulation; asynchronous motor1 设计目的和意义1.1 概述在科学技术发展迅速的当今社会，电机已经成为生活中必不可少的一部分，为人们的生产生活提供了极大的方便。
基于MATLAB三相异步电动机调压调速系统设计
基于MATLAB三相异步电动机调压调速系统设计摘要：本文通过MATLAB对三相异步电动机的调压调速系统进行设计和分析。
首先，介绍了三相异步电动机的原理和特性，然后分析了调压调速系统的工作原理，并给出了系统的数学模型。
接着，基于MATLAB对调压调速系统进行仿真和分析，得到了系统的调压调速性能曲线。
最后，对仿真结果进行总结和讨论，并提出了进一步改进的建议。
关键词：MATLAB；三相异步电动机；调压调速系统；仿真；性能曲线一、引言三相异步电动机是目前广泛应用于工业领域的一种电动机，具有体积小、重量轻、性能稳定等特点。
为了满足工业生产的需求，对三相异步电动机进行调压调速是一项重要的技术。
调压调速系统能够实现电机的稳定运行和调节电机输出功率的目的，提高了电机的效率和使用寿命。
二、三相异步电动机的原理与特性三相异步电动机是一种基于电磁感应原理工作的电动机。
其工作原理是通过由三相交流电源供给的定子线圈产生的旋转磁场与转子短路线圈中的感应电流相互作用，使转子转动。
该电动机具有起动转矩大、调速范围广等特点。
三、调压调速系统的工作原理调压调速系统是通过改变电动机供电电压和频率，来实现电动机的调速和调压。
其中，调压是通过改变电源的电压来改变电机的转速；调速是通过改变电源的频率来改变电机的转速。
四、系统的数学模型根据三相异步电动机的原理和调压调速系统的工作原理，可以建立系统的数学模型。
该模型包括电动机的电动力学方程和调压调速系统的控制方程。
五、基于MATLAB的系统仿真与分析六、结果与讨论通过MATLAB仿真可以得到系统的调压调速性能曲线，进一步分析得到系统的响应时间、超调量等指标。
根据仿真结果可以对系统参数进行优化，以提高系统的调压调速性能。
七、结论本文基于MATLAB对三相异步电动机调压调速系统进行了设计和分析。
通过仿真和分析得到系统的调压调速性能曲线，对系统的性能进行了评估和讨论。
通过优化系统参数，可以进一步提高系统的调压调速性能。
基于Matlab的单相异步电机调速系统仿真设计
干扰后达到稳定所需时间缩短。
启动转速加快 , 转速达到最大速度的时间在缩 短, 在受到阶跃信号的影响时 , 抗干扰能力在减弱, 恢复稳态所需的时间增加。
2010 年第 5 期
工业仪表与自动化装置
53
根据上述的参数改变结果分析, 当 P ID 控制器 在 Kp = 2 、 K i = 20 、 Kd = 0 . 1时 , 调速处于较佳的状态 下 , 性能较好。
低碳经济信息摘编:
陕西省被列入全国低碳试点省
近日, 国家发改委下发 !关于开展低碳省区和低碳城市试点工作的通知 ∀ ( 发改气候 [ 2010] ) 1587 号 ), 全国 5 省 8市列入试点范围 , 陕西成为试点省之一。其他列入试点的省市还有广东、 辽宁、 湖北、 云南 4 个省 和天津、 重庆、 深圳、 厦门、 杭州、 南昌、 贵阳、 保定 8 个市。 根据发改委通知 , 低碳试点省区和城市, 要将应对气候变化工作全面纳入本地区 # 十二五 ∃规划, 研究制 定低碳试点省区和城市的发展规划。 低碳试点省区和城市要结合本地产业特点和发展战略 , 加快低碳技术创新, 推进低碳技术研发、 示范和 产业化 , 改造提升传统产业 , 培育壮大节能环保、 新能源等战略性新兴产业。 低碳试点省区和城市要承担的具体任务: 编制低碳发展规则、 制定支持低碳绿色发展的配套政策、 加快 建立以低碳排放为特征的产业体系、 建立温室气体排放数据统计和管理体系、 积极倡导低碳绿色生活方式和 消费模式。低碳试点省区和城市还应发挥应对气候变化与节能环保、 新能源发展、 生态建设等方面的协同效 应 , 探索有利于节能减排和低碳产业发展的体制机制。密切跟踪低碳领域技术进步最新进展, 推动技术引进 消化吸收再创新或与国外的联合研发。
化电动机的性能有很大的辅助作用。
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1.引言随着工业自动化水平的不断提高，对电机变频调速系统的要求也越来越高。
异步电机是目前工业中最为常见的一种电机类型，其变频调速系统在工业生产中发挥着至关重要的作用。
通过变频调速系统，可以实现电机的精确控制和能耗优化，提高生产效率和降低运行成本。
对异步电机变频调速系统进行仿真与分析，对于工业生产具有重要意义。
MATLAB是一款功能强大的技术计算软件，具有丰富的工具箱和仿真功能，可以方便地进行电机系统的建模和仿真分析。
本文将基于MATLAB对异步电机变频调速系统进行仿真与分析，探讨其性能特点和优化方法。
2.异步电机变频调速系统的基本原理异步电机的变频调速系统是通过改变电机的输入频率和电压，从而控制电机的转速和转矩。
基本原理是利用变频器对电源进行调节，改变电机的供电频率和电压，以实现对电机转速的精确控制。
在变频调速系统中，一般采用闭环控制结构，通过反馈电机转速信息，控制变频器的输出频率和电压，从而实现对电机的精确控制。
还需要考虑电机的负载特性和动态响应特性，以保证系统稳定性和性能优化。
在MATLAB中，可以利用Simulink工具箱进行异步电机变频调速系统的建模。
首先需要建立电机的数学模型，包括电机的电气特性、机械特性和传感器特性等。
然后，在Simulink中建立闭环控制系统模型，包括电机模型、变频器模型和控制器模型等。
通过建立完整的系统模型，可以对异步电机变频调速系统进行仿真分析。
可以通过改变输入信号和参数，观察系统的动态响应和稳定性能，进而优化系统的控制策略和调速性能。
4.仿真与分析通过MATLAB对异步电机变频调速系统进行仿真与分析，可以得到系统的各项性能指标和特性曲线。
其中包括电机的转速-转矩特性曲线、电机的效率曲线、系统的响应时间和稳定性能等。
在仿真过程中还可以考虑不同的工况和负载情况，对系统进行多种工况的分析和评估。
通过对系统性能的综合分析，可以得到系统的优化方案和改进措施，提高系统的控制精度和能效性能。
异步电机调压调速系统的matlab仿真代码
异步电机调压调速系统的matlab仿真代码异步电机是一种常见的电动机类型，广泛应用于各个领域的工业控制系统中。
在工业生产中，对异步电机的调压调速系统进行仿真设计可以帮助工程师们更好地理解电机的工作原理，并且优化控制算法，提高电机的性能和效率。
本文将根据异步电机调压调速系统的需求，介绍如何使用Matlab进行仿真设计。
异步电机调压调速系统主要包括三个部分：电机模型、调速控制器和电源电压。
首先，我们需要建立电机的模型。
在Matlab中，我们可以使用Simulink来搭建电机模型。
在搭建电机模型之前，我们需要明确电机的参数，例如额定功率、额定转速、定子电阻、定子电感、转子电阻、转子电感等。
根据这些参数，我们可以使用Simulink中的“Synchronous Machine”模块来搭建电机模型。
通过调整模块的参数，我们可以设定电机的额定功率和转速。
此外，我们还可以通过添加噪声、扰动等，模拟电机在实际工况下的运行情况。
接下来，我们需要设计调速控制器。
常见的调速控制算法有PID控制、模糊控制、自适应控制等。
在Matlab中，我们可以使用Simulink中的“PID Controller”模块来实现PID控制算法。
在使用PID控制器模块之前，我们需要根据电机的特性调整控制器的参数，例如比例系数、积分时间和微分时间。
通过不断调整参数和观察仿真结果，我们可以优化控制器的性能，实现电机的稳定调速。
最后，我们需要模拟电源电压对异步电机的影响。
在实际应用中，供电电压的波动会对电机的转速和输出功率产生影响。
在Matlab中，我们可以通过添加波动的直流电压源来模拟这种影响。
通过调整电压源的幅值和频率，我们可以观察电压波动对电机转速和输出功率的影响。
这对于调压调速系统的设计和优化非常重要。
在完成上述步骤后，我们可以对整个异步电机调压调速系统进行仿真。
通过控制器和电源电压的输入，我们可以观察电机的转速、输出功率和电流等参数的变化情况。
异步电机调压调速系统的matlab仿真代码
异步电机调压调速系统的matlab仿真代码异步电机调压调速系统的matlab仿真是电机运行过程中必不可少的一部分。
这种仿真可以帮助电机设计工程师在早期发现可能出现的运行问题，提前解决电机运行过程中的问题，优化电机的性能，以提升整个电力系统的运行效率。
在matlab中进行异步电机调压调速系统的仿真，首先需要建立一个电机的数学模型。
该模型包括电机的运动方程、电气方程和机械输出方程。
在该模型中，电机的参数应该是可以变化的，这样可以根据实际情况更改电机的参数。
电机调度、控制器和控制逻辑应该也要在模型中完整地描述，以充分模拟电机的工作状态。
仿真的基本步骤是：首先需要对电机进行初始化，加载电机的原始参数和初始状态。
然后，电机通过控制器获得一个控制信号，以达到目标转速或负载。
控制信号通过模型传递到电机的反应器，该反应器将将其转化为电力进行驱动。
电机运行，仿真软件不断地对电机状态进行更新，以模拟出电机在各种工作状态下的实际运行情况。
最后，仿真软件将输出电机的运行数据和工作状态，以帮助电机设计工程师进行模拟和评估。
在matlab中，可以使用Simulink系统来建立异步电机调压调速模型，并对其进行仿真。
Simulink是一种可视化的仿真平台，它允许直观地建立和修改电机模型的控件，从而快速对电机进行调试和优化。
在具体的仿真代码中，通常需要包括以下内容：1. 定义模型：在matlab或Simulink中定义电机的数学模型，并确定所需的自变量和参数。
代码中应包括电机运动方程、电气方程和机械输出方程等模型方程。
2.参数：将电机的初始参数和运行条件输入到模型中，包括电机的转速和负载、电气参数、转子电阻和电抗等等。
3. 控制器输入：对于调度系统和控制器进行建模，并将控制器输入参数添加到模型中。
4. 环路控制：添加完善的环路控制和控制逻辑，以确保模型的正确性，并保证仿真数据的准确性。
5. 数据输出：将仿真数据输出到matlab的工作空间中，并通过matlab的工具箱进行分析和处理。
双闭环三相异步电动机调压调速的系统设计与仿真课程设计模板
第1章绪论1.1 双闭环三相异步电动机调压调速系统旳原理和构成调压调速即通过调整通入异步电动机旳三相交流电压大小来调整转子转速旳措施。
理论根据来自异步电动机旳机械特性方程式：其中，p为电机旳极对数；w1为定子电源角速度；U1为定子电源相电压；R2’为折算到定子侧旳每相转子电阻；R1为每相定子电阻；L11为每相定子漏感；L12为折算到定子侧旳每相转子漏感；S为转差率。
图1-1 异步电动机在不一样电压旳机械特性由电机原理可知，当转差率s基本保持不变时，电动机旳电磁转矩与定子电压旳平方成正比。
因此，变化定子电压就可以得到不一样旳人为机械特性，从而到达调整电动机转速旳目旳1.2 双闭环三相异步电动机调压调速系统旳工作原理系统主电路采用3个双向晶闸管，具有体积小。
控制极接线简朴等长处。
A.B.C为交流输入端，A 3.B3.C3为输出端，接向异步电动机定子绕组。
为了保护晶闸管，在晶闸管两端接有阻容器吸取装置和压敏电阻。
控制电路速度给定指令电位器BP1所给出旳电压，经运算放大器N构成旳速度调整器送入移相触发电路。
同步，N还可以得到来自测速发电机旳速度负反馈信号或来自电动机端电压旳电压反馈信号，以构成闭环系统，提高调速系统旳性能。
移相触发电路双向晶闸管有4种触发方式。
本系统采用负脉冲触发，即不管电源电压在正半周期还是负半周期，触发电路都输出负得触发脉冲。
负脉冲触发所需要旳门极电压和电流较小，故轻易保证足够大旳触发功率，且触发电路简朴。
TS是同步变压器，为保证触发电路在电源正负半波时都能可靠触发，又有足够旳移相范围，TS采用DY11型接法。
移相触发电路采用锯齿波同步方式，可产生双脉冲并有强触发脉冲电源（+40V）经X31送到脉冲变压器旳一次侧第2章双闭环三相异步电动机调压调速系统旳设计方案2.1 主电路设计调压电路变化加在定子上旳电压是通过交流调压器实现旳。
目前广泛采用旳交流调压器由晶闸管等器件构成。
它是将三个双向晶闸管分别接到三相交流电源与三相定子绕组之间通过调整晶闸管导通角旳大小来调整加到定子绕组两端旳端电压。
异步电机调压调速系统的matlab仿真代码
异步电机调压调速系统的matlab仿真代码一、引言异步电机调压调速系统是工业控制领域中的一个重要研究方向，其应用范围广泛，包括电动汽车、风力发电等。
本文将介绍异步电机调压调速系统的matlab仿真代码。
二、异步电机模型1. 模型简介异步电机是一种常见的交流电动机，其转子和定子之间没有直接的电连接。
异步电机的转速受到供电频率和负载转矩的影响。
在matlab中，可以使用simscape库中的Asynchronous Machine模块来建立异步电机模型。
2. 建立模型在matlab中，打开simscape库并选择Asynchronous Machine模块。
将该模块拖入工作区，并设置参数，如额定功率、额定转速等。
然后连接输入端口和输出端口以完成建模。
三、PID控制器设计1. 控制器简介PID控制器是一种常见的反馈控制器，通过比较设定值和实际值之间的差别来计算控制信号。
在matlab中，可以使用Control System Toolbox库中的PID Controller对象来设计PID控制器。
2. 设计方法首先需要确定调节参数Kp、Ki和Kd。
可以使用试错法或者自适应控制方法来确定这些参数。
然后在matlab中使用PID Controller对象，并设置控制器参数。
四、调压调速系统仿真1. 系统简介异步电机调压调速系统是由异步电机、PID控制器和电源等组成的一个闭环控制系统。
其目的是通过控制电机的转速和电压来实现负载转矩的精确控制。
2. 仿真方法在matlab中，可以使用Simulink库来建立异步电机调压调速系统模型。
将异步电机模型和PID控制器模型连接起来，并添加输入信号和负载转矩信号。
然后运行仿真，并分析结果。
五、总结本文介绍了异步电机调压调速系统的matlab仿真代码，包括建立异步电机模型、设计PID控制器以及建立闭环控制系统模型并进行仿真。
这些内容对于工业控制领域的研究和应用具有重要意义。
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)ABSTRACT .................................................................................................................................................... I I 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 (6)2.4.1 S-函数的基本概念 (6)2.4.2 S-函数的使用 (7)2.4.3 与S-函数相关的一些术语 (7)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 (12)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 (18)4.1.3关于SPWM的开关频率 (19)4.2 同步调制和异步调制 (19)4.2.1 异步调制 (19)4.2.2 同步调制 (19)4.2.3 分段同步调制 (20)4.3 SPWM波形的生成 (20)4.3.1 自然采样法 (20)4.3.2 规则采样法 (21)5 异步电动机SPWM变频调速仿真系统的设计 (23)5.1自然采样法系统的设计 (23)5.1.1 三角波的生成 (23)5.1.2 自然采样法SPWM 脉冲的生成 (25)5.1.3 直流电源 (25)5.1.4 逆变器的设计 (25)5.1.5 系统总框图的设计 (26)5.2 规则采样法系统的设计 (26)5.2.1 规则采样法脉冲的生成 (26)5.2.2 规则采样法系统总框图的设计 (28)5.3仿真分析 (28)5.3.1 额定转速（50HZ）的波形 (29)5.3.2 性能对比分析 (30)致谢 (36)参考文献 (37)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。
基于MATLAB三相异步电动机调压调速系统设计
基于MATLAB三相异步电动机调压调速系统设计————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：电气工程及其自动化专业方向课程设计一、设计任务1、了解并熟悉双闭环三相异步电机调压调速原理及组成。
2、学习 SIMULINK，熟悉相关的模块功能。
3、进一步理解交流调压系统中电流环和转速环的作用。
二、设计要求1、利用SIMULINK建立闭环调速系统仿真模型。
2、调试完成调压模块仿真、开环系统仿真、闭环系统仿真。
三、实验设备1、计算机一台2、MATLAB仿真软件四、实验原理调压调速即通过调节通入异步电动机的三相交流电压大小来调节转子转速的方法。
理论依据来自异步电动机的机械特性方程式：其中，p为电机的极对数；w1为定子电源角速度；U1为定子电源相电压；R2’为折算到定子侧的每相转子电阻；R1为每相定子电阻；L11为每相定子漏感；L12为折算到定子侧的每相转子漏感；S为转差率。
图1 异步电动机在不同电压的机械特性由电机原理可知，当转差率s 基本保持不变时，电动机的电磁转矩与定子电压的平方成正比。
因此，改变定子电压就可以得到不同的人为机械特性，从而达到调节电动机转速的目的。
1、调压电路改变加在定子上的电压是通过交流调压器实现的。
目前广泛采用的交流调压器由晶闸管等器件组成。
它是将三个双向晶闸管分别接到三相交流电源与三相定子绕组之间通过调整晶闸管导通角的大小来调节加到定子绕组两端的端电压。
这里采用三相全波星型联接的调压电路。
图2 调压电路原理图U U UTTTTTRR RNT2、开环调压调速开环系统的主电路由触发电路、调压电路、电机组成。
原理图如下：图3 开环调压系统原理图AT为触发装置，用于调节控制角的大小来控制晶闸管的导通角，控制晶闸管输出电压来调节加在定子绕组上的电压大小。
3、闭环调压调速速度负反馈闭环调压调速系统的工作原理：将速度给定值与速度反馈值进行比较，比较后经速度调节器得到控制电压，再将此控制电压输入到触发装置，由触发装置输出来控制晶闸管的导通角，以控制晶闸管输出电压的高低，从而调节了加在定子绕组上的电压的大小。
matlab三相异步电动机调速5.16
目录第1章绪论 (1)1.1论文研究背景 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.2.1国外研究现状 (2)1.2.2国内研究现状 (2)1.3论文主要内容 (2)第2章异步电机调速系统方案选择 (4)2.1交流调速系统 (4)2.2交流调速方案 (5)2.2.1调压调速 (5)2.2.2串级调速 (5)2.2.3变级调速 (6)2.2.4电磁调速 (7)2.2.5变频调速 (7)2.3交流调速方案确定 (8)第3章异步电机的变频调速 (9)3.1异步电机物理模型 (9)3.2变频控制方式选择 (10)3.2.1直接转矩控制方式 (11)3.2.2矩阵式控制方式 (11)3.2.3 电压空间矢量SVPWM控制方式 (12)3.2.4 正弦脉宽调制SPWM控制方式 (12)3.3变频调速控制方案确定 (12)3.4 SPWM变频调速 (12)3.3.1同步调制与异步调制 (13)3.3.2自然采样与规则采样 (14)3.3.3单极性调制与双极性调制 (15)第4章基于MATLAB的异步电机调速仿真 (16)4.1MATLAB简介 (16)4.1.1MATLAB介绍 (16)4.1.2MATLAB仿真模块 (18)4.2SPWM逆变器建模仿真 (19)4.2.1参数设置 (19)4.2.2SPWM模型 (20)4.2.3SPWM仿真 (21)4.3异步电机SPWM调速系统仿真 (22)4.3.1参数设置 (22)4.3.2调速系统模型 (23)4.3.3调速系统仿真 (23)第5章总结与展望 (27)参考资料 (28)致谢 (29)第1章绪论1.1论文研究背景随着社会的发展，能源需求急速增长，如何有效地节能也成为了一个亟待解决的问题。
早期的交流电机调速方法，采用的绕线式异步电动机转子串电阻调速、笼型异步电动机变极调速或者在定子绕组串电抗器调速等都存在效率低，不经济等缺点。
就现阶段来说，电能是全球使用量最多的清洁能源，也是浪费最多的清洁能源，从电机控制方面入手，是解决此问题的最好方式。
异步电机调压调速系统的matlab仿真代码
异步电机调压调速系统的MATLAB仿真代码1. 介绍本文将为您介绍一个使用MATLAB进行异步电机调压调速系统仿真的代码，详细解释每个部分的功能和实现原理。
异步电机调压调速系统是工业中常见的电机控制系统，它可以用于调节电机的转速和输出功率。
本代码将使用MATLAB的Simulink库来建模和仿真这个系统。
2. 代码实现2.1. 模型建立首先，我们需要建立异步电机调压调速系统的模型。
在MATLAB的Simulink中，可以使用各种模块来构建模型。
在本代码中，我们将使用以下模块：•电机模型模块：这个模块表示实际的异步电机，包括电机的转子和定子等部分。
可以根据电机的参数进行设置。
•控制模块：这个模块对电机进行控制，包括调压和调速功能。
可以根据需要添加PID控制器等。
•信号源模块：这个模块用于提供输入信号，例如调速命令或负载变化信号。
将这些模块按照连接关系在Simulink中进行布置，并设置各个模块的参数，这样就构建了异步电机调压调速系统的模型。
2.2. 参数设置在进行仿真之前，需要设置各个模块的参数。
以下是几个常见的参数：•电机参数：包括电机的定子电阻、定子电抗、转子电阻、转子电抗等。
这些参数可以根据具体的电机型号进行设置。
•控制器参数：如果使用PID控制器，需要设置其比例系数、积分系数、微分系数等。
这些参数可以根据控制要求进行调整。
•信号源参数：例如调速命令的幅值和频率，负载变化信号的幅值和频率等。
根据实际情况进行参数设置，以满足系统对转速和输出功率的要求。
2.3. 仿真运行参数设置完成后，即可进行系统的仿真运行。
在Simulink中，可以选择不同的仿真算法和仿真时间，在仿真期间观察系统的动态响应和性能指标。
运行仿真之后，可以获取系统的输出结果，例如电机的转速和输出功率曲线。
根据需要，可以进行后续的分析和处理。
3. 总结本文介绍了一个使用MATLAB进行异步电机调压调速系统的仿真的代码实现。
通过构建模型、设置参数和运行仿真，可以方便地研究和分析系统的性能。
基于matlab的电机调速控制系统设计
基于matlab的电机调速控制系统设计本文主要是介绍三相异步电动机调速系统的类型、原理、以及各种调速系统的优缺点，并集中介绍了调速类型中的三相异步电动机调压调速方法以及其工作原理；通过对调压调速原理的分析及计算，运用matlab软件建立调压调速模型，通过其仿真模块，对模型进行动态仿真，输出相关的仿真结果。
对仿真结果进行分析，研究模型的可靠性以及其准确性，并不断对模型修正，以使其能够更准确地反映真实情况和对实际模型的建立起到一定的辅助作用。
另外，通过此次相关的设计，更加深入地了解matlab软件及其仿真模块在实际研究应用中起到的重要作用。
目录1 绪论 (2)1.1 研究目的及意义 (2)1.1.1 研究目的 (2)1.1.2 研究意义 (2)1.2 研究的背景 (2)1.3 国内外研究现状 (3)1.4 研究方法 (3)2 异步电动机的调速系统 (4)2.1 异步电动机调速系统的分类 (4)2.2 异步电机调速原理简介 (4)2.2.1 变极电动机 (4)2.2.2 变频调速 (4)2.2.3 转子串电阻调速 (4)2.2.4 调压调速 (4)2.3 各种异步电机调速的特点 (5)2.3.1 变极调速方法 (5)2.3.2 变频调速方法 (5)2.3.3 转子串电阻调速方法 (5)2.3.4 调压调速的方法 (5)3 异步电机调压调速模型设计 (5)3.1 异步电机调压调速的原理 (5)3.2 速度负反馈的交流调压调速系统 (7)3.3 调压调速系统的组成部分 (7)3.3.1 三相交流调压器 (7)3.3.2 同步脉冲触发器 (9)3.3.3 反馈环节 (9)4 三相交流调压调速系统的matlab仿真 (11)4.1 matlab简介 (11)4.2 Simulink库介绍 (11)4.3系统建模与仿真 (13)4.3.1 三相电源的建模及参数设置 (13)4.3.2 同步流脉冲触发器的建模与参数的设置 (14)4.3.3 三相交流调压电路的建模与参数设置及仿真 (15)4.3.4 电机模块的建模与参数设置 (16)4.3.5 转速反馈环节及给定环节的建模及参数设置 (17)4.4 带转速负反馈的三相交流调压调速系统的连接图 (17)4.5 仿真结果与分析 (17)5 结论 (21)1 绪论1.1 研究目的及意义1.1.1 研究目的Matlab软件应用十分广泛，在电气专业也有十分广泛的应用。
基于MATLAB的异步电动机调速系统设计与仿真 (修改稿)
电能是人们日常生产生活不或缺的能源，并且在生活被浪费最多的能源也是电能，因此，充分有效利用电能并节省电力尤为重要，隐藏着非常巨大的技术发展空间。立足于节省控制能量这一方面，节省电动机控制能量扮演了一个非常重要的角色。各种类型的电动机是电能主要的使用者和生产者，我国电动机的年耗电量占了工业用电总量的80％以上。在电动机的运行维护过程中，功率电动机控制的效率很低，并且在其使用的过程中严重地浪费了大量的功率。近年来，我国在电机节能控制方面的投资增加，就是因为有巨大的潜力存在于电机调速的市场。
关于评价交流调速技术的优劣，不同的需求有不同的标准。但普遍的共识是：(1)工作效率不能低；(2)调速平滑即无级调速；(3)调速范围要大；(4)调速产生的负面影响（如谐波、功率因数等）小；(5)成本不能太高。[10]
在对交流旋转速度的调整控制系统中，变频系统的调速技术是最佳且最稳定的交流旋转速度调整控制系统性能。对变频系统调速控制技术的开发与研究应用是目前在电机控制领域最有发展希望且实用的技术研究工作。用于控制交流频率的转换器完全可以是一整个的变频控制系统，频率变换行业的整个市场的发展潜力非常大。这里所说的"频率变换行业"不仅局限于交流频率变换器本身，还广泛地涵盖了与交流频率变换器系统控制技术密切相关的所有领域和行业。如交流速度的调整控制系统及系统控制、电力电子重要部件的控制系统驱动与安全保护、相关集成电路的批量生产与工业技术应用等。
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。
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华侨大学
电气工程及其自动化课程设计
题目：异步电动机调压调速MATLAB仿真班级：电气C班
学号：**********
学生姓名：***
指导教师：***
2013年5月4号
一、设计任务
1、了解并熟悉双闭环三相异步电机调压调速原理及组成。
2、学习 SIMULINK，熟悉相关的模块功能。
3、进一步理解交流调压系统中电流环和转速环的作用。
二、设计要求
1、利用SIMULINK建立闭环调速系统仿真模型。
2、调试完成调压模块仿真、开环系统仿真、闭环系统仿真。
三、实验设备
1、计算机一台
2、MATLAB仿真软件
四、实验原理
调压调速即通过调节通入异步电动机的三相交流电压大小来调节转子转速的方法。
理论依据来自异步电动机的机械特性方程式：
其中，p为电机的极对数；
w1为定子电源角速度；
U1为定子电源相电压；
R2’为折算到定子侧的每相转子电阻；
R1为每相定子电阻；
L11为每相定子漏感；
L12为折算到定子侧的每相转子漏感；
S为转差率。
图1 异步电动机在不同电压的机械特性
由电机原理可知，当转差率s 基本保持不变时，电动机的电磁转矩与定子电压的平方成正比。
因此，改变定子电压就可以得到不同的人为机械特性，从而达到调节电动机转速的目的。
1、调压电路
改变加在定子上的电压是通过交流调压器实现的。
目前广泛采用的交流调压器由晶闸管等器件组成。
它是将三个双向晶闸管分别接到三相交流电源与三相定子绕组之间通过调整晶闸管导通角的大小来调节加到定子绕组两端的端电压。
这里采用三相全波星型联接的调压电路。
图2 调压电路原理图 Ua Ub
Uc T2
T3
T5
T4
T6
R R R
N T1
2、开环调压调速
开环系统的主电路由触发电路、调压电路、电机组成。
原理图如下：
图3 开环调压系统原理图
AT为触发装置，用于调节控制角的大小来控制晶闸管的导通角，控制晶闸管输出电压来调节加在定子绕组上的电压大小。
3、闭环调压调速
速度负反馈闭环调压调速系统的工作原理：将速度给定值与速度反馈值进行比较，比较后经速度调节器得到控制电压，再将此控制电压输入到触发装置，由触发装置输出来控制晶闸管的导通角，以控制晶闸管输出电压的高低，从而调节了加在定子绕组上的电压的大小。
因此，改变了速度给定值就改变了电动机的转速。
由于采用了速度负反馈从而实现了平稳、平滑的无级调速。
同时当负载发生变化时，通过速度负反馈，能自动调整加在电动机定子绕组上的电压大小。
由速度调节器输出的控制电压使晶闸管触发脉冲前移，使调压器的输出电
压提高，导致电动机的输出转矩增大，从而使速度回升，接近给定值。
图4 闭环调速结构图
图5 闭环调速系统原理图
五、 仿真内容
1、调压电路
1）、调压电器的仿真模型
调节器晶闸管调压装置异步电动机转速反馈装置
给定
n
U n U +-ct U 1U n 图5-9 调压调速系统静态结构框图
图6 （a）利用单个晶闸管元器件搭建的三相交流调压器的仿真模型(b)图的封装模型2）、调压电路的搭建
图7 调压电路模型
3）、参数的设定
Frequency of synchronization voltages(Hz)：同步电压频率（赫兹）50Hz
Pulse width(degrees)：触发脉冲宽度（角度）10
Double pulsing：双脉冲出发选择。
RLC负载的参数设定：电阻100Ω，电感0H，电容的值为0F
UA：峰值220v,f为50Hz,初相位为0°
UB：峰值220v,f为50Hz,初相位为-120°
UC：峰值220v,f为50Hz,初相位为+120°
4)电阻负载的仿真图形
a) 触发角α为45° b)触发角α为60°
图8 三相交流调压器的输出电压波形
在电阻负载时三相交流调压器的输出电压仿真结果如图8所示。
其中图8a为α=45°时调压器输出的波形，图8b所示为α=60°时调压器输出的波形。
通过比较a)和b)可以发现，随着触发角的增加，同时有三个晶闸管导通的区间逐步减小，到α>=60°时，任何晶闸管都只有两相晶闸管导通。
2、异步电动机带风机泵类负载开环调压调速模块1）参数设定
由公式Tz=kn²可推出k=Tz/n²
电机参数额电压220v 频率为50Hz 极对数2对容量为2238VA 同步转速为1800转/分钟
可以计算k=0.000003665
UA：峰值180v,f为60Hz,初相位为0°
UB：峰值180v,f为60Hz,初相位为-120°
UC：峰值180v,f为60Hz,初相位为+120°
图9 开环系统仿真模型
1）触发角α为60°时得到的转速
图10 α=60°时电机转速变化的过程
由图中可以观察到当触发角为60°时，转速稳定在1712转/分钟，转速在0.9s时达到稳定状态。
2）触发角α为75°时得到的转速
图11 α=75°时电机转速变化的过程
由图中可以观察到当触发角为75°时，转速稳定在1660转/分钟，转速在1.6s时达到稳定状态。
分析：
通过比较图10和图11的触发角α为60°和80°时可以发现：随着α的增大，使得输出电压降低，使转速下降，从而达到调速的目的。
3）改变电源电压，电源电压为150v, 触发角α为60°时得到的转速
图12 电源电压为150v α=60°时电机转速变化的过程
由图中可以观察到当触发角为60°时，转速稳定在1660转/分钟，转速在1s时达到稳定状态。
分析：
通过比较图11和图13可以发现，在相同的触发角不同的电
源电压下，电源电压的降低会使转速下降。
同时也可以得到通过改变电源电压的大小来实现调速的可行性。
3、闭环调压
图13 闭环调压调速系统仿真模型
异步电动机速度负反馈闭环调压调速系统的仿真模型如下所示，将速度给定值（1200）与速度反馈值进行比较，比较后经速度调节器得到控制电压，再将此控制电压输入到触发装置，由触发装置输出来控制晶闸管的导通角，以控制晶闸管输出电压的高低，从而调节了加在定子绕组上电压的大小。
因此，改变速度给定值就改变了电机的转速。
由于采用了速度负反馈从而实现了平稳平滑的无级调速。
同时负载发生变化时，通过速度负反馈，能制动调整加在定子绕组上的电压的大小，由速度调节器输出的控制电压使晶闸管触发脉冲迁移，是调压器的输出电压提高，导致电动机的输出转矩增大，从而使速度回升，接近给定值。
PI设置：比例环4，电流环0.1，输出限幅[60，-60]。
控制角调节范围0~120.
图14 闭环转速特性
图14是电压为180v，转速给定为1420，从图中可以可以发现转速给定为1420，转速在0.5s时达到稳定状态，转速维持在1420，从中可以得出转速跟随给定变化。
以下是给定1350在1.4S时给60阶跃的转速、控制角、负载转矩。
图14 转速
从图15可以发现转速在0.45s时达到稳定，在0.45s到1.4s时转速
稳定在1350转/分钟，到1.4s时给了一个终值为60的阶跃，可以发现转速跟随给定变化
图15 控制角
从图16可以直观的看到控制角在随着给定的变化而变化，从而实现调速。
图17 转矩
开始时，转速为0，负载转矩为0，反馈因输出限幅为-60，经60偏置使得输入控制角为0，定子绕组电压为电源电压。
随着转速的上升，负载转矩增大，反馈在一定范围内依旧为0.经0.6秒后转速稳定在1350，负载转矩、控制角也保持稳定。
再过0.8秒，给定增加60，经反馈，减小控制角，增大电压提高转速，负载转矩随之增大，在1.6秒内保持稳定。
六、总结体会
对于整个系统，因为课题要求是调压调速，所以首先从调压器开始设计，使用利用单个晶闸管元器件搭建的三相交流调压器的仿真模型，再将该模块进行封装。
先观察带电阻负载时，调压器输出的波形，通过修改参数使得调压器输出的波形与理论相同。
接着，异步电动机带风机泵类负载开环调压调速。
然后，确定调速系统采用闭环控制，整个系统可以实现转速负反馈调节，使系统的性能大大提高。
通过此次设计让我对matlab的simulink模块有了更深的了解，对调压调速的特性也有了更深层次的认识。
七、参考文献
【1】王忠礼，段慧达，高玉峰。
MATLAB应用技术[M].北京:清华大学出版社，2007.1
【2】阮毅，陈伯时主编。
电力拖动自动控制系统[M].北京：机械工业出版社，2009.8
【3】马宏忠，方瑞明，王建辉。
电机学[M].北京：高等教育出版社，2009.1。