基于MATLAB三相异步电动机调压调速系统设计(精)

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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

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。

三相感应电机的变频调速matlab

三相感应电机的变频调速matlab

三相感应电机的变频调速matlab三相感应电机的变频调速matlab是指利用MATLAB软件进行三相感应电机调速的过程。

本文将从以下几个方面来详细介绍三相感应电机的变频调速matlab的实现步骤和原理。

第一步:建立电机模型首先,在MATLAB中要建立电机模型,需要用到电路拓扑图和模型参数。

电路拓扑图描述了电机的相互联系和电路结构,而模型参数则是电机运行所需的驱动参数,例如,电阻、电感和励磁参数等。

然后,根据电机的类型和工作条件选择合适的电机模型,可以选择两轴模型或者dq轴模型。

对于三相感应电机,dq轴模型较为常用。

最后,根据电路和模型参数,利用MATLAB的Simulink工具箱来建立电机模型。

通过连接各个电路元件,并设置相关的参数,可以模拟电机的工作过程。

在模型中,常包含功率电子器件、电机漏阻抗、励磁电抗等电气元件,并可以设置输入电压和负载等。

第二步:进行仿真参数设置在建立电机模型之后,需要进行仿真参数的设置。

这些参数包括电机额定功率、转速、额定电压、执行器的惯性、损耗参数等。

根据实际需求进行设置,并确保仿真参数与实际电机参数一致。

同时,还需要定义仿真时间和仿真步长。

仿真时间应足够长,以保证仿真结果的准确性。

仿真步长则需要根据电机特性和计算要求进行选取,步长过大会导致误差,步长过小则会增加计算量。

第三步:选择控制策略接下来,需要选择适当的控制策略。

常用的控制策略包括电流反馈控制、转速反馈控制和位置反馈控制等。

在三相感应电机中,转速反馈控制是较为常用的策略。

控制策略的选择需要考虑电机的性能要求和实际应用场景。

例如,对于高精度控制和快速响应的要求,可以选择闭环控制;而对于一般的应用场景,则可以选择开环控制。

第四步:编写MATLAB代码在选择控制策略之后,可以通过编写MATLAB代码来实现控制系统。

代码的编写需根据所选的控制策略和电机模型进行。

在编写代码时,需要根据电机的数学模型,计算出所需的控制变量,例如电流、转速和位置等。

异步电动机变频调速系统与MATLAB 实现

异步电动机变频调速系统与MATLAB 实现

2021/8/17
8
电机转速
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电磁转矩
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10
三相定子电流
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11
(6)Current Regulator 子模块
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(7)ASR子模块
异步电机参数:线电压380;额定频率50Hz;;定子内阻0.087Ω;定子漏感0.8mH; 转子内阻0.228Ω;转子漏感0.8mH;定、转子漏感34.7;极对数为4。为逆变器直流电 源Vdc设为780V。仿真方法选择为固定步长(fixed-step)。仿真时间设为0-31.5秒。
2021/8/17
3
4.6.5 矢量控制变频调速仿真
2021/8/17
4
(1)
I
* qs
Calculation子模块
(2)DQ-ABC子模块
2021/8/17
5
(3)Teat Calculation子模块 (4)ABC-DQ子模块
2021/8/17
6
(5) I dC*s alculation子模块
4.6异步电动机变频调速系统与MATLAB 实现
4.6.1异步电动机变频调速系统介绍
交流异步电动机所采用的变频控制方式有V/F 控制、矢量控制以及直接转矩控制等实现方式。
4.6.2变频调速控制方式
三相异步电动机定子每相电动势的有效值为:
Eg=4.44f1N1RN1φm
(4—20)
式中:Eg——气隙磁通在定子每相中感应电动势的有效值,单位为V;
f1——定子频率(HZ); NhomakorabeaN1——定子每相绕组串联匝数;
RN1——与绕组结构有关的常数;

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

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。

基于MATLAB的异步电机VVVF调速系统仿真

基于MATLAB的异步电机VVVF调速系统仿真

摘要:随着电力电子技术的发展,异步电机以其在变频调速方面的优点开始显现出来了,相对于直流电机有更加广泛的应用本论文主要介绍了异步电机的工作原理以及异步电机的调速方法。

通过改变频率、改变电源电压、改变极对数等方法来改变电机的转速,我是通过改变电机频率来达到改变电机转速的目的,本文还介绍了变频器的原理和PWM(pulse width modulation)变频器的工作原理。

同时通过运用Matlab/simulink系统对异步电机转速调节进行了开环闭环的仿真。

本论文对电机转矩转速观察为开环系统,但是在闭环系统中通过使用Matlab/simulink对系统闭环进行设计仿真,实现了调速,并观察到了电机转速、转矩改变的图像,并且分析了解了异步电机转速改变的原因和仿真过程中的条件等。

关键词Matlab 异步电机变频调速仿真Abstract:With the development of power electronics, the advantage of the variable frequency speed in asynchronous machine is compared with the DC motor , it is more widely used.The principle of asynchronous machine and its way of speed governing is main discussed in this paper. The speed of electrical motor is changed by changing frequency voltage, and numbers of pole-p[airs. This paper is based on changing frequency of the electrical motor, the principle of frequency converter and working theory about PWM(pulse width modulation)is also presented. The open-loop and closed-loop simulation of speed governing with asynchronous machine is achieved through the use of Matlab/simulink system.The observation to electrical motor speed and torque in this paper is the open-loop system, in a closed-loop system, Matlab/simulink is used to design and similated the closed-loop system speed changing is realized, the changing plot of speed and torque about the electrical motor and observed the changing image of torque and the speed about the electrical motor, is observed. the reason why asynchronous machine speed changes and parameters a selection of call the component during the simulation are analyzed.Understanding of the principle of the induction motor and speed control methods, there are three main methods Speed: (1) changing the frequency, (2) change to slip (3) changes the very few. This paper has taken to change the frequency of the ways to achieve the purpose of speed. At the same time also understand the principle of the inverter, and its scope of application.Key words Matlab asynchronous machine Frequency Control Simulation目录第一章绪论 (1)第一节电气传动技术的发展概况 (1)第二节普通交流异步电动机变频调速调速范围的问题 (2)第三节交流异步电动机的调速方式 (3)一、转子回路串电阻或阻抗调速 (3)二、定子调压调速 (3)三、串级调速 (4)四、变极调速 (4)五、变频调速 (4)第四节关于matlab仿真的相关内容 (5)第二章异步电机运行基本原理及其调速方法以及变量控制 (6)第一节异步电机运行基本原理 (6)第二节异步电机的电压方程和等效电路 (6)第三节异步电机的功率方程和转矩方程 (8)第四节异步电机的调速方法 (10)一、变极调速 (10)二、变频变压调速 (11)三、改变转差率来调速 (12)第三章逆变器工作原理和控制及其应用 (14)第一节变频器的工作原理 (14)第二节变频器控制方式 (14)一、正弦脉宽调制(SPWM)控制方式 (15)二、电压空间矢量(SVPWM)控制方式 (15)三、矢量控制(VC)方式 (16)四、直接转矩控制(DTC)方式 (16)五、矩阵式交—交控制方式 (16)第三节简单的三种变频器控制方式 (17)第四节变频器的实际应用 (18)第五节正弦波脉宽调制(SPWM)变频器 (19)一、 SPWM变频器的工作原理 (20)二、 SPWM变频器的同步调制和异步调制 (21)第四章 MATLAB基于VVVF对异步电机的调速仿真实现 (24)第一节关于Matlab软件的应用与操作 (25)一、 PWM模块的组成与仿真 (25)二、电机模块的仿真 (27)三、输出观察模块的仿真 (29)第二节开环调速系统仿真 (30)第三节闭环调速系统仿真 (35)一、闭环调速Matlab仿真主模块 (36)二、控制环节模块 (37)三、仿真结果 (41)总结和展望 (46)参考文献 (48)第一章绪论异步电机的工作原理?异步电机调速又是怎么样的呢?目前主要引用在那几个领域呢?以及异步电机的仿真又是什么呢?又是怎么去仿真的呢?对这些问题的初步说明将是这篇论文所要叙述的。

三相异步电动机调压调速系统设计与实验

三相异步电动机调压调速系统设计与实验

综合性设计型实验报告实验名称:三相异步电动机调压调速系统设计与实验姓名:迟铭学号:********** 专业:自动化2007级所在院系:化工学院化工机械系指导教师:曲*实验时间:2010年12月13—24日综合性设计型实验报告系别:化工机械系班级:自动化2007级2010 —2011学年第 1 学期二.设计方案对于开环调速系统,如果负载的生产工艺对运行时的静差率要求不高,开环系统可以实现一定范围的无级调速,但是,许多需要调速的生产机械常常对静差率有一定的要求。

例如龙门刨床,由于毛坯表面粗糙不平,加工时负载大小常有波动,所以为了保证工件的加工精度和加工后表面光洁度,加工过程的速度就必须保持基本稳定,也就是说静差率不能太大,这就需要采用闭环控制。

闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬得多;闭环系统的静差率要比开环系统小得多;如果所要求的静差率一定,则闭环系统可以大大提高调速范围。

对于单闭环控制系统,若要求快速起制动,突加负载动态速降小等等,单闭环就不能满足需要,所以本设计采用转速电流双闭环调速系统。

电流环在里边,作为内环;转速环在外边,作为外环,系统控制原理图如下:双闭环调压调速系统控制原理图三、设计流程T La’b’c’ U ”1ca b n ms SmT emaxU 1>U 1’>U 1”通风机负载特性1Sn W K =(3-20)(3-21)4、基于MATLAB 仿真 4.1机械特性的仿真根据双闭环调压调速系统的调速原理编写Matlab 仿真程序,仿真出异步电机在不同电压下的机械特性,程序见附表1,机械特性图如下:4.2调速系统电流及转速仿真根据双闭环调压调速系统的动态结构图和计算出的相关参数,首先建立开环调压调速系统的Matlab /Simulink 动态仿真模型,如下图所示:630440.011041010on on C F F R τμμ⨯==⨯=⨯630.18310 1.52512010nn nC F F R τμμ==⨯=⨯开环调压调速系统仿真模型图开环调速系统转速仿真波形开环调速系统电流仿真波形根据双闭环调压调速系统的动态结构图和计算出的相关参数,建立转速电流双闭环调压调速系统的Matlab/Simulink动态仿真模型,如下图所示双闭环交流调速系统的仿真模型图转速电流双闭环调速系统转速仿真波形3~M~TVC转速电流双闭环调速系统电流仿真波形在仿真过程中会出现电流波形的超调特别大的情况,这是不符合实际要求的,符合实际要求的波形应该是具有较小的超调量。

电气工程课程设计——基于matlab异步电动机调速系统设计

电气工程课程设计——基于matlab异步电动机调速系统设计
坐标变换正是按照这一思路进行的,在这里不同电机模型等效的原则是:在不同的坐标系下产生的磁动势相同。
三相平衡的正弦电流通到交流电机三相对称的静止绕组A、B、C会产生旋转磁动势F,在空间呈正弦分布,并以同步转速ω1绕A—B—C—A相序旋转。
然而任意相平衡电流通入相应相的对称绕组均可以产生旋转磁动势,其中以两相绕组最为简单,两相静止绕组在空间相差90°,通以时间上相差90°的两相平衡电流也产生旋转磁动势F,当三相交流绕组和两相交流绕组产生的磁动势相等时,认为三相绕组和两相绕组等效。
2)异步电动机的主磁通保持额定值不变。
2矢量控制理论2.1异步电机的动态数学模型异步电机的动态数学模型是一高阶、非线性、强耦合的多变量系统。
在研究异步电机的多变量非线性数学模型时,常做如下的假设:
1、忽略空间谐波,设三相绕组对称,在空间中互差120°电角度,所产生的磁动势沿气隙周围按正弦规律分布。
2、忽略磁路饱和,认为各绕组的自感和互感都是恒定的。
电气工程课程设计(报告)6 2.3.4矢量控制原理考直流电机中的解耦控制,如果能够把异步电机的定子电流也分解为互相正交的磁场分量和转矩分量,这里的磁场分量和转矩分量分别对应于直流电机的励磁电流及电枢电流,就可以得到异步电机另一种电磁转矩表达式:
cd q TKi i显然,如果以定子电流作为控制对象,想办法得到相互解耦的id和iq,则对定子电流的控制就可转化为对id和iq的控制,而id和iq又是解耦的,对id和iq分别控制就可以像直流电机一样方便地控制电磁转矩,这就是矢量控制,下面分析整个解耦过程。
3、忽略铁芯损耗。
4、不考虑频率变化和温度变化对绕组电阻的影响。
无论电动机转子是绕线型还是笼型的,都将它等效成三相绕线转子,并折算到定子侧。

基于Matlab的双闭环三相异步电动机的串级调速仿真

基于Matlab的双闭环三相异步电动机的串级调速仿真

台南山学院烟台烟电机与拖动课程设计题目基于Matlab的双闭环三相异步电动机的串级调速仿真姓名:庞超所在学院:计算机与电气自动化学院所学专业:自动化班级:09自动化02班学号: 200902010210指导教师:刘丽丽完成时间: 2012-9-23任务书电机与拖动是自动化专业的一门重要专业基础课。

它主要是研究电机与电力拖动的基本原理,以及它与科学实验、生产实际之间的联系。

通过学习使学生掌握常用交、直流电机、变压器及控制电机的基本结构和工作原理;掌握电力拖动系统的运行性能、分析计算,电动机选择及实验方法等。

电机与拖动课程设计是理论教学之后的一个实践环节,通过完成一定的工程设计任务,学会运用本课程所学的基本理论解决工程技术问题,为学习后续有关课程打好必要的基础。

一、设计课题基于Matlab的异步电动机调压调速系统的仿真二、课程设计的基本要求1.使学生具有自主设计电路原理读图、查阅参考书籍和手册及资料文献的能力。

2.设计、计算、文件选取、画出设计电路图3.撰写严谨的、有理论根据的、实事求是的、文理通顺的字迹端正的电机与拖动课程设计报告。

三、电机与拖动课程设计时间1.设计电路原理读图、查阅参考书籍和手册及资料文献(1.5天)。

2.设计、计算、文件选取、画出设计电路图(1.5天)。

3.验收及校验(0.5天)4.完成课程设计报告(1.5天)四、课程设计报告要求课程设计报告要求字迹工整、文字通顺;其撰写内容包括:1.目录2.课程设计所用的基本知识3.参数计算、电路设计等。

4.总结5.参考文献摘要本文所讨论的是双闭环三相异步电动机的串级调速的基本原理与实现方法。

对于一般交流电动机的调速,我们都是从电动机的定子侧引入控制变量(改变定子供电电压、频率)来实现的,这对于转子处于短路状态的交流鼠笼型转子异步电动机是唯一途径。

但是,对于绕线式异步电动机来说,由于改变其转子绕组控制变量以实现调速,转子侧的控制变量有电流、电动势、电阻等。

基于matlab的异步电机变频调速系统的设计毕业设计

基于matlab的异步电机变频调速系统的设计毕业设计
本科毕业设计说明书
基于MATLAB的异步电动机变频调速仿真实现
SIMULATIONFORFREQUENCY CONTROL SYSTEM OFASYNCHRONOUS MOTOR BASED ON MATLAB
基于MATLAB的异步电动机变频调速仿真实现
摘要
本文主要对交流异步电动机SPWM变频调速矢量控制系统进行建模与仿真。变频调速系统在异步电动机的各种调速方式中效率最高、性能最好,因此有着极其重要的地位。电气传动控制系统计算机仿真是应用现代软件工具对其工作特性进行研究的一种十分重要的方法。通过仿真试验,可以比较各种策略与方案,优化并确定相关参数。因此进行系统仿真是不可或缺的,为科学决策提供了可靠的依据。
By simulation, for one thing, we understand and grasp the asynchronousmotor operating characteristics.What’s more, simulation data has laid a solid foundation for the introduction of new experimental equipment and further development.
ABSTRACT
This paper mainly studies the modeling and the simulation about vector control system of the SPWM variable frequency control. Variable-frequency speed regulation is anefficientwayofspeed regulation. The computer simulation of the electric drive system is one of the most significant means in the science research.It works by establishing the simulation modelsand simulation experiments on computer repeatedly.By simulation, you can compare a variety of strategies and determine the relevant parameters.It is essential for system simulation, so as to provide a reliable scientific basis for decision-making.

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

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。

基于matlab对电机的模拟三相异步电机调速性能分析模拟

基于matlab对电机的模拟三相异步电机调速性能分析模拟

摘要现代交流调速技术被誉为20世纪后期人类社会重大技术进步之一,在电机电气传动领域产生了巨大的社会效益.进入21世纪,交流调速技术继续作为电气传动系统的主要研究课题之一。

MATLAB是新一代的科学与工程计算软件,已经成为全球应用最广泛最流行的软件之一。

现在的MATLAB已经不仅仅是一个矩阵实验室,它已经成为了一种具有广泛应用前景的全新的计算机高级编程语言,它在高校和研究部门扮演着重要的角色。

MATLAB不仅具有传统的交互编程功能,而且提供了丰富可靠的矩阵运算、图形绘制、数据处理、信号与图象处理等工具,其功能也越来越强大。

本文运用MATLAB模拟三相异步电机调速特性,使繁琐的数学处理工作的效率大大加快。

计算确定电机的磁路、参数、运行性能和起动性能的计算。

并做出相对应的实验,验证所得参数的正确性。

通过电磁计算所得的电机性能指标必须符合国家标准或设计任务书的要求,否则应进行调整。

在电磁计算过程中一般选择若干个不同的方案同时进行,然后通过分析比较选择最佳方案。

说明MATLAB非常适合电气设计的仿真实验。

关键词:MATLAB;仿真Simulink;交流调速AbstractThe modern AC variable speed technology known as the late 20th century, human society is one of major technological advances in the field of electric drive motors produce enormous social benefits. Into the 21st century, AC variable speed electric drive system to continue as a major research topic one. MATLAB is a new generation of scientific and engineering computing software, has become the world's most widely used as one of the most popular software. MATLAB now has more than just a matrix laboratory, it has become a broad prospect of new high-level computer programming language, its universities and research play an important role. MATLAB not only traditional interactive programming capabilities, and provides a rich and reliable matrix operations, graphics rendering, data processing, signal and image processing tools, and its function more and more powerful. In this paper, MATLAB simulation of three-phase induction motor drive characteristics, so that the complicated mathematical treatment efficiency greatly accelerated. Determine the motor's magnetic circuit calculation, parameters, performance and starting performance calculation. And make corresponding experiments to verify the correctness of derived parameters. Calculated by electromagnetic motor performance indicators must comply with national standards or requirements of the design plan, or should be adjusted. Electromagnetic calculation generally select a number of different programs simultaneously, and then choose the best option analysis and comparison. Description MATLAB is designed for electrical simulation.Keywords: MATLAB; simulation Simulink; AC variable speed目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................... I I 第1章引言. (1)1.1引言 (1)1.2异步电机概述 (2)1.3系统仿真技术概述 (2)1.4仿真软件的发展状况与应用 (3)1.5MATLAB概述 (3)1.6Simulink概述 (5)1.7小结 (6)第2章三相异步电机原理 (7)2.1旋转磁场 (7)2.2同步转速 (8)2.3三相异步电动机的工作原理 (9)2.4三相异步电动机调速特性 (10)2.4.1变极调速 (10)2.4.2变频调速 (12)2.4.3调节转差能耗调速 (13)第3章仿真系统设计 (16)3.1系统对象 (16)3.2系统分块 (16)3.3系统仿真图 (18)3.3.1变频调速仿真图 (18)3.3.2转子绕组串电阻调速仿真图 (21)3.3.3调压调速仿真图 (24)第4章异步电动机转子绕组串电阻调速实验 (28)第5章结论 (31)参考文献 (32)致谢 (33)附录 (34)第1章引言1.1引言世界工业进步的一个重要因素是过去几十年中工厂自动化的不断完善。

基于MATLAB的三相异步电机恒压频比调速仿真

基于MATLAB的三相异步电机恒压频比调速仿真

摘要随着电力电子器件的产生,异步电机的调速问题得到了很好的解决,调速性能甚至优于直流电机,电力电子器件的产生给异步电机的调速问题带来了福音。

异步电机的调速有多种方法,转速开环恒压频比控制是交流电动机变频调速最基本的一种控制转速方式,在一般的变频调速装置里面都嵌入有这项功能,工作方式为恒压频比的调速方式能满足大多数场合交流电动机调速控制的要求,使用起来也相对方便,是通用变频器的基本模式。

但在低压时候需要一定的补偿电压,采用恒压频比控制,在基频以下的调速过程中的转差率会保持不变,电动机的所以会机械特性会相对较硬,电动机有较好的调速性能。

正选脉冲宽度调制三相逆变电路,是一种以三角波做载波的应用冲量等效原理而获得理想交流电源的电路装置,在调制比与载波比一定的条件下,通过调节外加直流电源的大小就可以获得在额定频率下产生额定电压的正选电压波,通过调节正弦波的频率就可以得到理想的电压频率波,而且调节输入正弦波的频率能得到线性的输出电压幅值。

MATLAB在电气领域中的运用随处可见,在这里可以运用MATLAB里的Simulink仿真出具体的模型,通过示波器来观察具体的波形,从而进行进一步的分析。

关键词:异步电动机,变频调速,MATLAB 仿真,正弦脉冲宽度调制bstractWith the generate of power electronic devices,Asynchronous motor speed control issues have been solved well,Velocity modulation performance even better than the DC motor,Can be said that the generation of the power electronic devices brought the gospel to the asynchronous motor of its speed control.There are several methods to control the asynchronous of its speed,The open-loop and constant V/F is the basic control way of the AC motor,Generally frequency control devices have this feature , The control way constant of V/F can fit the most occasions to AC motor speed control requirements, and easy to use, and is the model of general-purpose inverters. However, it need a certain amount of compensation voltage, The control way of the constant V/F can keep the slip of the AC motor constant, so the mechanical characteristics of the motor is hard, the motor has good velocity modulation performance.Sine pulse width modulated three-phase inverter circuit, use the triangular wave to be the carrier and the impulse equivalence principle to obtain the desired AC power circuit way, when the modulation ratio and carrier ratio are constant, by adjusting the applied DC power, the size rate frequency and rated voltage can be selected .We canobtain ideal voltage frequency wave just by adjusting the frequency of the sine wave, and we also can obtain linear output voltage amplitude by adjusting the frequency of the sine wave. The use of MATLAB in the electrical field can be found everywhere, we can use the Simulink model in MATLAB to simulate specific model, and oscilloscope can be used to observe the waveform for further analysis Keywords:Asynchronous motor,frequency conversion velocity modulation, MATLAB simulation,sine pulse width modulation目录摘要 (I)ABSTRACT (I)1 绪言1.1课题背景 (1)1.2课题研究的目的和意义 (1)2系统设计方案的研究2.1系统的控制特性与系统要求 (3)2.2系统的实现原理 (4)2.2.1三相逆变器输出电压和波形的SPWM控制 (4)2.2.2异步电机的变压变频调速原理与其机械特性 (5)2.3系统实现方案分析 (10)3 MATLAB模块设置及仿真3.1 MATLAB介绍 (12)3.2 MATLAB模块选用以及参数设置 (13)3.3 仿真结果图形及其分析 (21)总结 (29)致谢 (30)参考文献 (31)1 绪言1.1 课题背景在过去的很长一段时间里,异步电机的调速问题一直很难解决,在需要用到电机的调速系统时候往往是用直流电动机代替,而又因为直流电机存在电刷,在电机的运行过程中容易产生火花对电机的寿命产生影响,在电力电子逆变电路产生之前,这个问题一直得不到很好的解决。

matlab三相异步电动机调速5.16

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。

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

基于matlab的交流异步电机变频调速运行设计
要设计基于Matlab的交流异步电机变频调速运行,可以按照
以下步骤进行:
1. 确定电机的参数:包括额定功率、额定电压、额定电流、额定转速等参数。

2. 编写电机模型:根据电机的参数,利用Matlab中的工具箱(如Simulink)或编程语言,编写电机的数学模型,包括电机的转动方程、电机的电磁特性等。

3. 设计调速控制策略:根据电机的模型和调速要求,设计合适的调速控制策略。

常用的控制策略包括PID控制、模糊控制、自适应控制等。

在Matlab中,可以利用控制系统工具箱来设
计和调试控制策略。

4. 实现电机控制系统:根据调速控制策略,利用Matlab编程
语言或Simulink工具箱,实现电机的控制系统。

包括传感器
的采集和信号处理、控制算法的实现、控制信号的输出等。

5. 进行仿真和测试:利用Matlab的仿真工具箱,对设计的电
机控制系统进行仿真和测试。

根据仿真结果,对控制算法进行优化和调整。

6. 硬件实现:将设计好的电机控制系统部署到确切的硬件平台上,如嵌入式系统、DSP芯片等。

可以根据实际情况选择合
适的硬件平台,并进行相应的接口设计和实现。

7. 进行实际运行测试:将设计好的电机控制系统连接到实际的变频调速驱动器和电机上,进行实际运行测试。

根据测试结果,对控制系统进行再次优化和调整。

通过以上步骤,就可以设计基于Matlab的交流异步电机变频
调速运行系统。

基于Matlab的三相异步电动机起动、调速和制动特性仿真

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

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的三相感应电动机调速系统的设计与仿真

基于MATLAB的三相感应电动机调速系统的设计与仿真

基于MATLAB的三相感应电动机调速系统的设计与仿真摘要随着社会经济的发展,在实际的工业应用中各行业电气化生产程度不断提高,由于生产工艺日趋复杂,加工工序更加细致。

这就要求电动机必须能够完成快速、平稳、多频次的调速任务。

笔者通过学校图书馆以及互联网查阅了三项感应电动机的相关文献资料,对于三项感应电动机的数学模型以及矢量控制原理进行了解,为论文研究提供理论基础。

在此基础上对基于MATLAB的三项感应电动机调速系统进行仿真设计,通过介绍仿真软件,以及仿真模型的组成,来进行适量坐标变换的仿真工作,通过SVPWM仿真对三相电动机矢量控制调速系统进行防振设计,最后完成控制系统设计。

关键词:MATLAB;三相感应电动机;调速系统;设计I基于matlab三相感应电动机调速系统的设计与仿真AbstractWith the development of social economy, the degree of electrification production in various industries in practical industrial applications has been continuously improved. Due to the increasingly complex production process, the processing procedures are more detailed. This requires that the motor must be able to complete the fast, stable, multi-frequency speed regulation task. Through the school library and the Internet, the author consulted the relevant literature of the three induction motors, and understood the mathematical model of the three induction motors and the principle of vector control, which provided the theoretical basis for the study of the paper. On this basis, three induction motor speed control systems based on MATLAB are simulated and designed. By introducing the simulation software and the composition of the simulation model, the appropriate coordinate transformation is simulated. The anti-vibration design of three-phase motor vector control speed control system is carried out through SVPWM simulation, and the control system design is completed finally.Key words: MATLAB; three induction motors; speed control system; design目录1. 引言 (1)2. 三相感应电动机的数学模型 (1)2.1 一、三相静止坐标系下的数学模型 (1)2.2矢量控制原理 (3)3.基于MATLAB的三相感应电动机调速系统的仿真 (5)3.1仿真软件介绍 (5)3.2系统仿真模型的组成 (6)3.2.1感应电动机接正弦电压工作 (6)3.2.2电动机系统仿真 (9)3.3矢量坐标变换的仿真 (12)3.4三相感应电动机的SVPWM仿真 (14)3.5三相感应电动机矢量控制调速系统的仿真 (16)3.5.1构建仿真框图 (16)3.5.2对矢量控制模型仿真 (18)4.控制系统的软件设计 .................................................................错误!未定义书签。

基于MATLAB的异步电动机调速系统设计与仿真 (修改稿)

基于MATLAB的异步电动机调速系统设计与仿真 (修改稿)
(2)变频技术实现高级智能变频技术的控制。其中变频技术包括基于电动机和其他机械传动模型的矢量变频控制和直接转矩的变频控制;基于符合现代计算机控制系统理论的自动滑模和可变结构的技术,模型可以参考自适应的变频技术,非线性解耦的变频控制和一定指标的最优控制;高级智能变频控制策略,例如模糊控制的技术,神经网络,专家系统还有一些其他各种自诊断和自优化的技术。
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。
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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:0915331063
学生姓名:朱少斌
指导教师:黄老师
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;
R 2’为折算到定子侧的每相转子电阻;
R 1为每相定子电阻;
L 11为每相定子漏感;
L 12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
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
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

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。

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