异步电动机转子磁场定向控制系统仿真研究学位论文.doc

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1、摘要本设计通过把异步电动机模型解耦成有磁链和转速分别控制的简单模型，模拟直流电动机的控制模型来达到控制交流电动机的目的。以电子电流的幅值、相位和频率为控制量，保持电机的旋转磁场大小不变，而改变旋转磁场的旋转速度，达到无延时的转矩响应。在分析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，设计了磁链和转速双闭环系统并给出了框图，通过计算机仿真方法分别建立矩阵变换仿真模型以及基于矩阵变换的异步电动机矢量控制系统仿真模型。对矩阵变换的控制原理、输入、输出性能以及矢量控制系统的优质的抗扰能力及四象

2、限运行特性进行分析验证。针对基于矩阵变换的异步电动机矢量控制系统的特点，着重对矢量控制单元进行了软件设计。直接矢量控制是一种优越的交流电机控制方式，模拟直流电机的控制方式可以使交流电机也能达到与直流电机相媲美的控制效果。本文研究了矢量控制系统中磁链调节器的设计方法。并采用MATLAB进行仿真设计。关键词：三电平逆变器；异步电机；转子磁场定向控制；MATLAB仿真-I-异步电动机转子磁场定向控制系统仿真研究TheSimulationResearchonAsynchronousMotorControlSystemBasedonRotorField-OrientedA

3、bstractThree-levelinverterbecauseitcanachievehighervoltagegrade,outputlessharmoniccontentofadvantagesinhighpressurehigh-powerinverteroccasionsawiderangeofapplications,androtorfield-orientedcontrolisthemostwidelyusedcontrolmethod.Therefore,thisarticlechoosesthree-levelinverterinductio

4、nmotorrotorfield-orientedcontrolforresearch.Basedontheanalysisofthethree-levelinvertertopologystructureandworkingprincipleandmathematicalmodelofthree-phaseasynchronousmotor,onthebasisofthecoordinatetransformation,thein-depthstudyoftherotorfield-orientedvectorcontrolsystemdesign,theba

5、sicprincipleoftherotorfluxobserver,fluxandspeeddoubleclosedloopsystem.Finally,hascompletedthedesignofcontrolsystemandgivesthediagram.MATLAB/Simulinkonthesystemmodelingandsimulation.Keywords：Three-LevelInverter;AsynchronousMotor;rotorfieldorientedcontrol;MATLABsimulation-II-异步电动机转子磁场定

6、向控制系统仿真研究目录摘要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（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

7、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-IV-异步电动机转子磁场定向控制系统仿真研究（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25（三）本章小结33五、结论与展望34参考文献35致谢36-IV-一、绪论（一）课题背景和意义在工农业生

8、产、交通运输、国防军事以