‘中小型电机’z001,28(3)

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1、万方数据‘中小型电机’z001，28(3)sPwM变流调速的MATLAB仿真，_H—}《—*_m々l控镧与保护l≮—*—*—Ⅲ—{}_}—*—“SPwM交流调速的MATLAB仿真华中理工大学(430074)李荣高宁玉泉摘要本文应用sPwM交流异步电机变频调速的原理和方法．提出采用MATLAB的sIMuLINK和POwERsYsTEMBLOcK模块实现了sPwM交流变频调速电机及控制系统的设计和仿真。并介绍了整流器．逆变器模型的建立，给出了仿真结果。叙词交流调速异步电机仿真MATLABSimulationforSPWMSpeedAdjustingLiRonggaoNingYu

2、qu蛐Ahstract：ThepaperpresentstheSPWMA．C．variablespeedelectricmachineandthedesignandsimulationofitscontrolsystembyusingMATLABSIMUl．INKandPOWERSYSTEMBLoCK．Italsointroducesthemodelsofrectifierandinverter，andgivesoutthesimulationresult．Keywords：A．C．speedadjustingAsynchronousmachineSimulationl前言

3、脉宽调制(PwM)，特别是正弦脉宽调制(sPwM)在交流凋速中得到了广泛的应用。正弦脉宽调制(sPwM)主电路结构简单，整流环节采用不可控整流器，使电网的功率因数近似等于1，而且可以同时实现调频与调压，系统的动态响应不受中间直流环节滤波器参数的影响，这样加快了调速的动态响应。2MATI。AB语言MATLAB足一种面向工程计算的高级语占。MATLAB是一个高度集成的系统，它集科学计算、动态仿真、自动控制、信号处理、神经网络、图像处理等于一体。MATLAB，它除了传统的编程之外，还提供r丰富的矩阵运算，图形绘制，数据处理。图象处理等工具，MATLAB在各种科学和丁程上得到了很好

4、的应用。3正弦脉宽调制(sPwM)控制系统的数学模型■李荣高1975年1月生，华中理丁大学电力工程系电机电器及其控制专业1998级研究生，研究方向为电机及其控制、电机cAD。3．1异步电机数学模型异步电机是一个多变量、强耦合的非线性系统．在一般情况下，其电磁方程是时变的非线性系统，求解困难，经过坐标变换以后，可进行解耦，得到一组时不变的状态方程。对于交流变频调速电机，·般采用任意速d—q—n坐标系方程进行分析。在任意速下，静止三相坐标系ns6scs变换到任意速dg—m坐标系方程：r西]f∞口∞(口一2们)∞(¨2们)1r问I肺J=2／3ls砌s删一驯3)siⅡ(口+抽／3)

5、I×ImI(1)L刽Il／、，厂rl／、，／-rl／、／叮jL划n口一l州f+口(0)(2)J0式巾，n缸s——静止坐标系定子电压、电流、磁链局跏——任意速坐标系定子电压、电流、磁链一任意速度由上面的也标变换．可以得到异步电机在任意速下的dgn坐标系的电压方程。甜(■／噜)墨、叫。。“∥k：以。k瓦oo～雌r．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。L=翔别r．．．．．．．．．．。．．．．．．L万方数据SPwM交流调速的MATLAB仿真‘中小型电机’2001，28(3)眺兰F两组中各只有’只元件导通，其余元件都处于关(3)断状态，每只元件的导通角口一zz／3，七下两组元件按l

6、3—5，2—4—6的次序轮番导通。3．2正弦脉宽调制的原理正弦脉宽调制，它是以正弦波作为基准的调制波，三角波作为载波，当调制波与载波相交时，由它们的交点确定变频器开通的时间，从而产生等幅不等宽的脉冲波形。图l是sPwM变颍器的控制回路，‘组三相对称的正弦参考信号u。，ua，u，与三角波参考信号u；相比较，经过适当处理，就可产生sPwM脉冲，作为三相桥臂的6个功率开关元件的控制信号。6十功率开关鼋件拄村懂号图1sPwM变顿器的控制回路4MATLAB实现的仿真模型图2是采用MATLAB建立的SPwM变频调速电机及其系统的仿真模型。■荫嚣图2sPwM变额调速电机及其系统的仿真模型

7、4．1整流器的仿真模型整流器的仿真模型见图3。T，，T。，T。联成共阴极组T。，T。，T：联成共阳极组，在任何时刻，上囤3整流器的仿真模型4．2sPwM的仿真模型sPwM的仿真模型见图4，三相对称的正弦参考信号以，巩，以与三角信号u。求和后，经延时(ReIay)进行大于“o”还是小于“o”的判断，一路接上桥臂，另一路通过逻辑非(NoT)运算接下桥臂。同一桥臂的开关器件触发的相序是互补的，上桥臂导通，下桥臂必然关断，这样得到了所要的脉冲波形。图4sPwM的仿真模型4．3电机负载模型由于电机负载工况不同，可以在sl～s