利用matlab对交流电机调速系统进行建模与仿真

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1、学兔兔www.xuetutu.com第l期(总第182期)机械工程与自动化No．12014年O2月MECHANICALENGINEERING＆AUT()MATIONFeb．文章编号：1672—6413(2014)01—0010—02利用MATLAB对交流电机调速系统进行建模和仿真米王涛，刘洋，左月明。(1．乌兰察布职业学院机电技术系．内蒙古集宁012000；2．山西农业大学工学院，山西太谷030801)摘要：利用MATLAB软件的Simulink工具箱，对交流电机调速系统进行建模和仿真分析。仿真波形符合理论分析。系统运行平稳，可以为电机的实际控制系统设计和调试提供新的思路。关键词：交流电动

2、机；MATLAB~调速；仿真中图分类号：TP391．9：TM34文献标识码：A0引言调压方法：目前，交流电机常用的几种调速方法有：变极调(1)传统调压器调压。它主要利用自耦变压器对速、串级调速、定子调压调速、转子串电阻调速、电磁离电机进行调压。合器调速、变频调速等。其中，定子调压调速既适用于(2)饱和电抗器调压。该方法是利用直流励磁电笼型异步电机，也适用于绕线转子异步电机[1]。流的改变来控制铁芯的磁饱和程度，进而改变交流电计算机仿真技术是借助计算机及相关技术，对真抗值。当铁芯饱和时，交流电抗值较小，所以电机定子实系统的运行过程和状态进行数字化模拟的技术。所得的电压值就高；当铁芯不饱和时，

3、交流电抗值随直Simulink作为MATLAB的一个组件，能够实现对动流励磁电流的变化而改变，从而定子电压也随其发生态系统的建模、仿真和综合分析[2]。本文在Simulink变化，从而达到调压调速的目的。环境中建立面向电气原理结构图的仿真方法，对交流(3)晶闸管调压。这种方法是采用3对反并联的电机调速系统进行研究，从而实现对典型电机定子调晶闸管或3个双向晶闸管调节电机定子电压。压调速模型的构建与仿真。1．3调速技术指标1定子调压调速原理及其性能指标根据不同生产机械和生产工艺，电动机调速性能1．1调压调速原理指标主要包括以下3个方面：异步电机的机械特性方程式为：(1)调速。即在最高和最低转速

4、范围内，实现有T一3p【，2^，P／级或无级调速。叫[(R十R：／s)+(cJ；(L+I4)。]‘(2)稳速。即在系统精度的要求范围内，实现电其中：T为电磁转矩；P为电机极对数；U为电机定机的稳定运行，转速波动受外来扰动影响较小。子相电压；R为定子每相电阻；R：为转子折算电阻；S(3)加减速控制。即对于启、制动较频繁的设备，为转差率；为电机供电电源角频率；L为定子每相为了提高生产效率，要尽可能快地加、减速来缩短启、漏感；L：为转子每相漏感。制动时间；对于某些不宜经受速度剧烈变化的机械，还由此，当转差率为定值时，电磁转矩与电机要求启、制动平稳口．4j。定子相电压u的平方成正比。而调压调速就是

5、通过2定子调压调速系统仿真模型构建改变定子的外加电压来改变电机的电磁转矩T，从而本模型采用速度闭环PI控制系统结构，晶闸管调实现在输出一定转矩的情况下改变电机转速的目的。压。它通过PI控制电机使其调速，可以使系统在进入1．2交流调压调速方法稳态后无稳态误差，从而提高了系统的稳态精度，其为了获得可调的交流电压，一般可采用以下3种电气原理结构图如图1所示。图l中，U为给定电*国家自然科学基金资助项目(30871445)收稿日期：201309—22；修回日期：2013—09—3O作者简介：王涛(1980一)，男，山西大同人，讲师，博士，主要从事农业信息化、智能传感器等研究。学兔兔www.xuet

6、utu.com2014年第l期王涛，等：利用MATLAB对交流电机调速系统进行建模和仿真·ll·压；U为反馈转速电压；为电机转速。以控制晶闸管输出电压的高低，从而调节了加在电机(M)定子绕组上电压的大小。因此，改变了速度给定值就改变了电机的转速。将主电路和控制电路的仿真模型接照交流调压讽速系统的电气原理结构图的连接关系进行建模，模型图1交流调压调速系统电气原理结构图中主电路由交流电压源(A，B，，CY、晶闸管晶闸管三系统模型由主电路模型和控制电路模型两部分组相交流调压器(TYQ、异步电机(DD，)同步脉冲触成。其原理如下：将给定速度与测速发电机(TG)发出发器(CFQ)及电动机测试信号(F

7、PQ)'等模块组成}控的速度反馈值进行比较，比较后由转速调节器(ASR)制电路由给定环节、速度调节器、限幅器、速度反馈环得到其控制电压L，，再将U输入到触发电路(GT)，节等模块构成。系统仿真模型如图2所示。由GT输出来控制主电路(VVC)中晶闸管的导通角，图2交流调压调速系统的仿真模型用6个晶闸管元器件和电压源模块搭建的子系速调节器K=40，K=200和给定电压为220V的转统，对主电路中晶闸管三相交流调压器进行单独建