异步电动机变频调速系统的设计与仿真毕业设计

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1、 异步电动机变频调速系统的设计与仿真异步电动机变频调速系统的设计与仿真 院（系） ：院（系） ： 计算机与控制工程学院计算机与控制工程学院 专业班级：专业班级： 自动化自动化07071 1 学学 号：号： 学生姓名：学生姓名： 起止时间：起止时间：20102010- -1212- -0 01 1 3 1. 异步电动机概述异步电动机概述 交流电动机，主要指笼式异步电动机和同步电动机。它主要用于不需要变速 的电力传动系统中，其原因是:1)不论是异步电动机还是同步电动机，唯有改变 定子供电频率调速最为方便，而且可以获得优异的调速特性。而大容量的变频电 源却在长时期内没有得到很好的解决。(2)异步电动

2、机和直流电动机不同，它只 有一个供电回路定子绕组，致使其速度控制比较困难，不像直流电动机那样通过 控制电枢电压或控制励磁电流均可方便地控制电动机的转速。 然而，自 20 世纪 50 年代末开始，电气传动领域中进行着一场重要的技术革 命一将原来只用于恒速传动的交流电动机实现速度控制，以取代制造复杂、价格 昂贵和维护麻烦的直流电动机。 随着电力电子器件及微电子技术的不断进步以及 现代控制理论向交流电气传动领域的渗透， 现在从数百瓦的伺服系统到数万千瓦 的特大功率高速传动系统;从一般要求的小范围调速传动到高精度、快响应和大 范围的调速传动;从单机传动到多机协调运转，几乎都可采用交流调速传动。交 流调

3、速传动的客观发展趋势己表明，它完全可以直流传动相媲美、相抗衡，并有 取代的趋势。 异步电机可以采用调压调速、改变极对数调速、串电阻调速、变频调速等。 在交流调速诸多方式中，变频调速是最有发展前途的一种交流调速方式，也是交 流调速的基础和主干内容。变频装置有交一直一交系统和交一交系统两大类。交 一直一交系统在传统电压型和电流型变频器的基础上正向着脉宽调制(PWM)型 变频器和多重化技术方向发展， 而交一交变频器应用于低速大容量可逆系统有上 升趋势现代电力电子、微电子技术和计算机技术的飞速发展，以及控制理论的完 善、各种工具的日渐成熟，尤其是专用集成电路、DSP 和 FPGA 近年来令人瞩 目的发

4、展，促进了交流调速的不断发展。目前异步电机变频调速控制己经成为一 门集电机、电力电子、自动化、计算机控制和数字仿真为一体的新兴学科。 2. 异步电机数学模型异步电机数学模型 异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。基于 稳态数学模型的异步电机调速系统虽然能够在一定范围内实现平滑调速， 要实现 高动态性能的系统，必须首先认真研究异步电机的动态数学模型。 4 假设条件： （1）忽略空间谐波，设三相绕组对称，在空间互差 120电角度，所产生的 磁动势沿气隙周围按正弦规律分布； （2）忽略磁路饱和，各绕组的自感和互感都是 恒定的； （3）忽略铁心损耗； （4）不考虑频率变化和温度变化对绕组电阻的 影响。 这时，异步电机的数学模型由下述电压方程、 磁链方程、转矩方程和运动方程组成。 2.1 电压方程电压方程 将电压方程写成矩阵形式，并以微分算子 p 代替微分符号 d /dt AAAs BBBs CCCs aaar bbbr cccr 00000 00000 00000 00000 00000 00000 uiR u