基于psim异步电机矢量控制系统仿真研究

《基于psim异步电机矢量控制系统仿真研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学兔兔www.xuetutu.com务l匐似基于PSIM的异步电机矢量控制系统仿真研究SimulationofinductionmachinevectorcontroIsystembasedonPSlM陈爽，唐伟CHENShuang．TANGWei(四川工程职业技术学院，德阳618000)摘要：本文在论述异步电机矢量控制基本原理的基础上，在PSIM仿真环境下建立了按转子磁链定向的异步电机矢量控制系统仿真模型。仿真过程和结果表明，在PSIM环境下不仅仿真结果与实际情况基本相符，而且可以大幅缩短仿真时间，提高了仿真效率。利用PSIM强大

2、的仿真能力，为电机驱动系统的开发与设计提供了强有力的工具。关键词：异步电机；矢量控制；PSIM；建模仿真中图分类号：TM306文献标识码：A文章编号：1009-0134(2014)02(上)-0092-03Doi：1O．3969／J．issn．1009-0134．2014．02(上)．260引言(3)异步电机具有体积小、重量轻、坚固耐用、每维护简单等优点。随着电力电子技术和计算机控0=』(o：+zXm)dt(4)制技术的发展，恒压频比(WF)控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制先后应用于交流其中，031为定子角频率、∞为转子角

3、频率、调速系统。其中，矢量控制基于异步电机动态模△(1)为转差角频率、0为磁场定向角、P：为微at型的控制方式，在磁链闭环的矢量控制系统中，磁链反馈信号由转子磁链观测器获得。但是，在分算子、=为转子时间常数。运行中磁链信号容易受到电机参数变化的影响，造成系统控制的准确性降低。因此可采用磁链给由(1)式计算出，可得：reL定的方式，并利用矢量控制方程中的转差公式，．l一-ei--rrq(5)构成转差型异步电机矢量控制系统。PSIM是专为电力电子和电机驱动设计的仿真软件，具有仿真由于按转子磁链定向，并保持不变，即速度快、用户界面友好、波

4、形处理功能丰富且简=0，则(2)式可化简为，=Lmid，即：单易学的特点，为电力电子和电机驱动领域的研．)究提供了强大而高效的仿真环境。本文在分析异步电机矢量控制数学模型的基础上，利用PSIM仿式(4)、式(5)和式(6)便构成了转差型真软件建立了转差型异步电机矢量控制系统仿真异步电机矢量控制系统所依据的控制方程式。模型。2异步电机矢量控制系统原理框图1异步电机矢量控制数学模型异步电机矢量控制系统原理如图1所示。主电由按转子磁链定向的异步电机矢量控制数学路采用电流滞环控制型逆变器，即将三相定子给模型可知，当按转子磁链定向时，矢量控制

5、方程定电流。与反馈电流进行滞环比较、直接产生式如下：PWM控制信号作用于逆变器。由于电流控制环的：r=przq(1)【lJ高增益和逆变器具有的PWM控制模式，使得电动eP机输出的三相定子电流能够快速的跟踪三相定=南(2)子电流给定值，这种具有强迫输入功能的快速电流控制模式是目前普遍采用的实用技术。收稿日期：2013-11-18作者简介：陈爽(1981一)，男，湖南桑植人，讲师，硕士，研究方向为电力电子与电力传动等。【92】第36卷第2期2014—02(上)学兔兔www.xuetutu.comI甸似在控制算法部分，转速调节器ASR的输

6、出是法两部分构成。其中，主电路由电压型逆变器转矩的给定信号，并通过矢量控制方程式(VSI)、异步电机、负载等模块构成。控制(5)、式(6)计算出励磁电流和转矩电流的给部分主要实现矢量控制算法，产生PWM控制信定值和i：。电流变换是实现矢量控制的核心部号，并通过开关控制器(On—OffController)决分，其中3s／2r变换将三相静止坐标系上的电流定逆变器各开关器件的状态。电机采用Squirrel—变换为两相旋转坐标系上的电流和i；2r／3s变换cageInd．Machine仿真模型，其参数如下：定是其反变换，将和变换为I一此外

7、还设置了磁a子电阻R=0．087Q、定子漏感L=0．8mH、转链观测模块和磁场定向角O计算模块。子电阻R=0．228Q、转子漏感L=0．8mH、互感Lm=34．71mH、极对数p=2、转动惯量J=1．662kg·m2。在PSIM环境下建立的主电路仿真模型如图2所示。图1转差型异步电机矢量控制系统原理框图图2主电路部分仿真模型3基于PSIM的异步电机矢量控制系3．3矢量控制系统仿真模型统仿真本系统采用转差型矢量控制算法，转速给定(1)和转速反馈(o，通过速度PI调节器ASR得到转3．1PSIM仿真软件简介矩给定，根据(5)式计算得到转

8、矩电流的给定值PSIM是专为电力电子和电机驱动设计的仿真软件，除了基本的电力电子仿真包以外，还提。由于需要保持磁通恒定，磁链采用给定的方式，并通过式(6)计算得到励磁电流给定值。供了一些附加模块，诸如用于电机驱动系统的f：和通过两相旋