异步电动机转子磁场定向控制系统仿真研究_毕业论文

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1、本科毕业论文（设计）异步电动机转子磁场定向控制系统仿真研究TheSimulationResearchonAsynchronousMotorControlSystemBasedonRotorField-Oriented摘要三电平逆变器因为其可以实现更高的电压等级，输出较少的谐波含量等优势在高压大功率的逆变场合得到了广泛的应用，而转子磁场定向控制是应用最广泛的调速方法。因此，本文对结合三电平逆变器的异步电机转子磁场定向控制的问题进行了研究。文中在分析了三电平逆变器的拓扑结构及工作原理和三相异步电机的数学模型、坐标变换的基础上，深入研究了转子磁场定向矢量控制系统的基本原理，设计了磁链和转速

2、双闭环系统并给出了框图。最后，利用MATLAB/Simulink对系统进行了仿真。关键词：三电平逆变器；异步电机；转子磁场定向控制；MATLAB仿真TheSimulationResearchonAsynchronousMotorControlSystemBasedonRotorField-OrientedAbstractThree-levelinverterbecauseitcanachievehighervoltagegrade,outputlessharmoniccontentofadvantagesinhighpressurehigh-powerinverteroccasion

3、sawiderangeofapplications,androtorfield-orientedcontrolisthemostwidelyusedcontrolmethod.Therefore,thisarticlechoosesthree-levelinverterinductionmotorrotorfield-orientedcontrolforresearch.Basedontheanalysisofthethree-levelinvertertopologystructureandworkingprincipleandmathematicalmodelofthree-ph

4、aseasynchronousmotor,onthebasisofthecoordinatetransformation,thein-depthstudyoftherotorfield-orientedvectorcontrolsystemdesign,thebasicprincipleoftherotorfluxobserver,fluxandspeeddoubleclosedloopsystem.Finally,hascompletedthedesignofcontrolsystemandgivesthediagram.MATLAB/Simulinkonthesystemmode

5、lingandsimulation.Keywords：Three-LevelInverter;AsynchronousMotor;rotorfieldorientedcontrol;MATLABsimulation目录摘要IAbstractII一、绪论1（一）课题背景和意义1（二）多电平逆变器的发展概况1（三）异步电机转子磁场定向控制技术综述21.交流调速的发展概况22.转子磁场定向控制技术的发展概况2（四）课题研究的主要内容3二、二极管嵌位式三电平逆变器4（一）逆变器介绍4（二）三电平逆变器的拓扑结构及工作原理4（三）二极管钳位型三电平逆变器的优缺点8三、异步电机转子磁场定向控制9

6、（一）异步电机动态数学模型与坐标变换91.三相异步电动机的数学模型92.坐标变换133.异步电机在两相任意旋转坐标系上的数学模型164.异步电机在两相同步旋转坐标系上的数学模型18（二）异步电机转子磁场定向控制191.异步电机转子磁场定向控制简介192.转子磁场定向控制的基本原理193.转子磁链观测模型21（三）异步电机转子磁场定向控制系统231.异步电机转速、磁链双闭环控制系统232.转速闭环控制243.磁链闭环控制24（四）本章小结24四、控制系统仿真分析25（一）MATLAB/Simulink软件介绍25（二）异步电机转子磁场定向控制系统仿真251.仿真模型252.仿真结果分析

7、25（三）本章小结33五、结论与展望34参考文献35致谢36一、绪论（一）课题背景和意义为了解决电力紧张的现状，实现节能，需要提高用电设备的效率。变频器是节电的主要方法。常用中小功率的变频器发展很成熟，而200KW以上的大中功率变频器还有很大的发展空间。受到功率器件的载流能力和耐压能力的限制，两电平逆变器难以实现高压大功率电能变换。多电平逆变器因为其电压应力小，输出谐波少等优点在高压大容量领域具有广阔的发展前景，成为研究的热点[1]。传统的恒压频比控制和转