异步电机矢量控制系统仿真实现

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1、《电气开关》(2013．No．6)15文章编号：1004—289X(2013)06—0015—04异步电机矢量控制系统仿真实现尹进田。刘丽，石赛美(邵阳学院电气工程系，湖南邵阳422000)摘要：从异步电机在同步旋转坐标系上(M、T坐标系)的数学模型入手，构造出异步电机矢量控制系统模型，并应用Matlab／Simulink对其进行仿真，验证了系统模型的正确性。由于在使用中只需输入不同电机的参数即可，因而大大提高了仿真效率和可靠性，具有直观、灵活、精度高等优点。关键词：异步电机；矢量控制；数学模型；仿真中图分类号：TM34

2、3文献标识码：BSimulationandRealizationofVectorControlSystemofAsynchronousMotorsYIN孔一tian，LIULi，SHISai—mei(DepartmentofElectricalEngineering，HunanUniversityofShaoyang，Shaoyang422000，China)Abstract：Thepaperintroducesadynamicsimulationmodelofvector—controlasynchronousmoto

3、raccordingtoitsmath—ematicsmodelintherotationalcoordinatessystem(M、Tsystem)，thensimulateitwithMatlab／Simulink，anditshowsthevalidityofthemode1．Themodelcanbeconvenientlyusedbyputtingpropermotorparameters，SOitcangreatlyraisesimulationeficiencyandhasaudio—visual、conv

4、enient、flexibility．Keywords：asynchronousmotor；vectorcontml；mathematicsmodel；simulation广泛认可的：①忽略磁路饱和及铁耗，认为各绕组的自1引言感、互感都是线性的；②三相绕组对称，磁势沿气隙周异步电机作为交流传动系统中一个主要执行环围按正弦分布；③不考虑温度和频率变化对电机的影节，其本身是一个高阶次、非线形、强耦合的多变量系响。但是，即使在上述假设条件下，要分析和求解异步统，其动、静态性能相当复杂。在进行复杂的系统设计电机在ABC坐标系上的

5、数学模型依然是十分困难的。时，采用计算机仿真的方法是十分有效和必要的。1971年，联邦德国的F．Blaschke等人首先提出在Matlab是一种交互式仿真系统，特别适用于动态普通的三相交流电动机上设法模拟直流电动机控制转系统的建模和仿真。本文结合Matlab／Simulink的特矩的规律，即矢量变换控制，这种方法很好地解决了异点，应用Simulink模块库及在Simulink环境下的电力步电机的许多问题。其基本思想是把三相交流电动机系统仿真模块库(PowerSystemBlockset)，构造一种异模型在下列两条原则：①

6、变换前后功率不变；②变换前步电机矢量控制系统的数学模型及仿真方法。通过可后合成磁动势不变下等效地变换成类似的直流电动机靠的仿真实验，说明该模型的正确性，为同类系统提供模型。这样就可以模拟直流电动机去控制交流电动了一种有效、可靠的研究依据⋯。机，如图1所示，其中3／2变换为三相／--相变换，VR变换为矢量旋转变换。2基于M、T坐标的异步电机数学模型2．1基本思想对于电机的数学模型的研究，下列假设条件是被基金项目：湖南省教育厅项目编号：11C1131图1基于、坐标系的异步电机框图16《电气开关》(2013．No．6)(1)3

7、／2变换一通过数学上的磁动势坐标变换方。M1法，把三相交流电流与二相交流电流做等效变换，即三相静止坐标U、V、W到二相静止坐标、口之间的变0M2换，变换后的式子为：UT201一『11Rl+LPW1LLP一W1LLM1一’WlLsRl+LPWlLPtT1√3√3(6)LP0R2+P0LM222W2L0W2L(2)矢量旋转变换——所谓矢量旋转变换就是交亿流二相、口绕组和直流二相M、T绕组之间电流的变(4)电磁转矩方程换，是静止直角坐标系与旋转直角坐标系之间的转换，=npL(iT1iM2一iM1i他)简称VR变换，变换后的式子

8、为：将(5)式代入(6)式，得到，cos~p=nT12(7)⋯SlIl~9]ta】(2)r这里的为Ol轴与M轴的夹角，它随着时间的变其中：U、UT。、U、UT2为电机M、T轴定、转子电化而变化。此时，转子总磁链矢量的方向为M轴，压；、i、i：、i为电机M、T轴定、转子电流；。、逆时针90。与垂直的方向为T轴。当观察者