基于MATLAB的恒压频比控制 的异步电动机调速系统仿真

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1、课程设计说明书唐山学院《自动控制系统》课程设计题目基于MATLAB的恒压频比控制的异步电动机调速系统仿真系(部)信息工程系班级姓名学号指导教师2015年1月5日至1月9日共1周2015年1月9日5课程设计说明书课程设计成绩评定表出勤情况出勤天数缺勤天数成绩评定出勤情况及设计过程表现（20分）课设答辩（20分）设计成果（60分）总成绩（100分）提问（答辩）问题情况综合评定指导教师签名：年月日课程设计说明书目录1引言12系统设计方案的研究22.1系统的控制特性与系统要求22.2系统的实现原理22.2.1三相逆变器输出电压和波形的SPWM

2、控制22.2.2异步电机的变频调速原理32.3系统实现方案分析43MATLAB模块设置及仿真53.1MATLAB介绍53.2仿真模型53.3MATLAB模块选用以及参数设置63.4仿真结果图形及其分析104总结13参考文献14课程设计说明书3课程设计说明书1引言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。随着电力电子器件的产生和发展，SP

3、WM逆变电路技术的成熟解决了这一难题，变频器的产生，解决了异步电机的调速问题，调速性能甚至能做到优于直流电机，随着社会的不断进步，能源的缺乏已成为人类进步的绊脚石，为了寻求清洁能源，各个国家都投入大量的人力和财力，进行努力研究。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。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

4、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

5、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。笼式三相异步电动机结构相比绕线式异步电机而言结构简单、运行可靠、重量轻、最为关键的是价格要相对便宜，从而使用量很大，但其主要问题是调速问题一直得不到很好的解决。正由于此，通过此的课程设计，来加深对三相异步电机的变频变压调速问题的认识，深化理论知识的学习。13课程设计说明书2系统设计方案的研究2.1系统的控制特性与系统要求根据异步电机的转速公式，，,可以得到若是想可以调节同步频率，极对数，转差率来调节异步电机的转速，该系统运用的是变频调速，若是直接调节

6、频率会导致气隙磁通的改变，导致过励磁，调节时的机械特性也会过软且呈现非线性，这里最主要的是保持气隙磁通在变频的时候保持不变，这样转差率在气隙磁通不变的时候也会保持不变，这样才能保证变频调速的平滑线性，我们把的变频调速方式成为恒压频比的变频调速。转速开环恒压频比控制异步电动机的变频调速是最基本的一种相对简单的控制方式，能够满足一般系统的调速要求，使用起来也会变的方便。在低频段调速的时候能够保持气隙磁通的恒定，在负载一定的条件下，能保持气隙磁通的不变，所以能够很好的保持转差率的不便，因此它的机械特性会比较硬，调速系统近似于直流电机，调速性

7、能当然能够保持的很好。2.2系统的实现原理系统的主要应用到的模块有逆变电路，波形的SPWM控制和基频上下的调速原理。下面具体的分析各个模块的原理。2.2.1三相逆变器输出电压和波形的SPWM控制常用逆变主电路如图2.1所示，图中T1到T6是逆变器的六个功率开关器件，各有一个续流二极管与之反并联接，整个逆变器由三相整流器组成，并且由直流电源来保证电枢电压。SPWM的触发电路是由三相对称的正弦电压信号与三角载波信号比较而成，其中由三相对称正选电压信号的频率决定逆变器输出的基波频率。三角波用来做载波信号用来分别与每相参考电压比较后，给出施加

8、触发信号，还是不施加，从而产生SPWM脉冲序列波，这列矩形触发波形将会触发电路。13课程设计说明书CVD/2VD/2T1T3T5T4T6T2D1D4D3D5D6D2AB图2.1三相逆变器当时和被驱动，同时被截止，相反时和