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1、转速开环变频调速转速开环变频调速系统仿真系统仿真摘要I摘要摘要交流异步电动机因为结构简单，体积小，重量较轻，价格便宜，维护方便等 特点，在生产和生活中得到广泛的应用，与其他电机相比，交流异步电机的市场 占有率始终居第一位。然而，长期以来，交流异步电动机的调速始终是一个不好 解决的问题。直到二十世纪七十年代，由于计算机的产生，以及近二十年来新型 快速的电力电子元件的产生，才使得交流异步电动机得调速成为可能，并得到迅 速得普及。目前，交流异步电动机得调速系统已经广泛应用于数控机床，风机， 泵类，传送带，给料系统，空调器等设备得电力源和动力源，并起到了节省电能， 提高设备自动化，提高产品质量和质量的
2、良好效果。现在流行的异步电动机的调 速方法可分为两种：变频调速和变压调速，其中异步电动机的变频调速应用较多， 它的调速方法可分为两种：变频变压调速和矢量控制法，前者的控制方法相对简 单，有二十多年的发展经验。因此应用的比较多，目前市场上出售的变频器多数 都是采用这种控制方法。 关键词：关键词：异步电动机；Matlab；变频变压；ABSTRACTIIABSTRACTIt is simple because of the structure to exchange the asynchronous electrical machinery , the volume is small, weight
3、 is light, The price is cheap ,it is convenient to be safeguarded and wait for the characteristic, used widely in the production and life .Compared with other electrical machineries ,the occupation rate of market of exchanging the asynchronous electrical machinery occupies the first place throughout
4、. However ,for a long time, the speed of adjusting of exchanging the asynchronous electrical machinery is a problem not easy to solve throughout .Until the seventies of the 20 the century, because of the production of the computer ,and the production of the new-type and fast electronic element of th
5、e electric power in the past 20 years, Make and exchange to adjust quick to perhaps, and receive fast popularization asynchronous motors just. At present, exchanging the asynchronous motors and adjust the speed and was used in the numerical control lathe extensively systematically ,Air blower, the t
6、ype of pump, conveying belt, Unless give material system ,it wait for air conditioners equipment, electric power source or sport source, And get up and save the electric energy , improve the automation of the equipment, improve the good results of the product quality and quality. The asynchronous mo
7、tors prevailing now is adjusted and controls the method and divide into two kinds rapidly , Variable voltage variable frequence and adjusts speed and vector to control the law. The former is relatively simple when controlling the method, have development experience for more than 20 years ,there are
8、many ones that so used . Most converters selling on the market at present all adopt this kind of control method. Keywords: Asynchronous motor ，Matlab ，Variable voltage variable frequence 目录III目录摘要.I ABSTRACT.II 目录.III 前言.4 1 绪论.5 1.1 交流电机调速概论.5 1.2 交流调速技术的发展历史.5 1.3 交流调速技术的发展现状和趋势.6 1.4 本章小结.8 2 异步电
9、动机变频调速系统 .9 2.1 变频调速概述 .9 2.2 静止式变频装置.10 2.3 正弦波脉宽调制(SPWM)逆变器.12 2.4 异步电动机的恒压恒频调速原理分析.14 2.5 本章小结.16 3 交流调压调频调速系统的设计仿真 .18 3.1 仿真对象及参数设定 .18 3.2 仿真波形及其分析 .21 3.3 本章小结 .24 结 论.25 参考文献.26 致谢.28前言4前言目前，交流调速已进入逐步替代直流调速的时代。电力电子器件的发展为交 流调速奠定了物质基础。50年代末出现了晶闸管，由晶闸管构成的静止变频电源 输出方波和阶梯波的交变电压，取代旋转变频机组实现了变频调速，然而晶
10、闸管 属于半控型器件，可以控制导通，但不能由门极控制关断，因此由普通晶闸管组 成的逆变器用于交流调速必须附加强迫换相电路。70年代以后，功率晶体管(GTR).门 极关断晶闸管(GTO晶闸管).功率场效应晶闸管(Power MOSFET).绝缘栅双极晶体管 (IGBT)。 MOS控制晶闸管(MCT)等已经先后问世，这些器件都是既能控制导通又能 控制关断的自关断器件，又称全控型器件。它不再需要强迫换相电路，使得逆变 器构成简单.结构紧凑。IGBT由于兼有MOSFET和GTR的优点，是用于中小功率目前 最为流行的器件，MCT则综合了晶闸管的高电压.大电流的特性和MOSFET的快速开 关特性，是极有发
11、展前景的大功率.高频率开关器件。电力电子器件正在向大功率 化.高频化.模块化.智能化的方向发展。80年代以后出现的功率集成电路(Power IC)，集功率开关器件，驱动电路，保护电路，接口电路于一体，目前已应用于交 流调速的智能功率模块(Intelligent Power Module IPM)采用IGBT作为功率开关， 含有电流传感器.驱动电路及过载.短路.超温.欠电压保护电路，实现了信号处理. 故障诊断.自我保护等多种智能功能，既减少了体积.减轻了重量，又提高了可靠 性，使用.维护都更加方便，是功率器件的重要发展方向。51 绪论1.1 交流电机调速概论异步电动机调速系统种类很多，常见的有：
12、(1)降电压调速；(2)电磁转差离 合器调速；(3)绕线转子异步电机转子串电阻调速；(4)绕线转子异步电机串级调 速，(5)变极对数调速；(6)变频调速等等。在开发交流调速系统的时候，人们从 多方面进行探索，其种类繁多是很自然的。现在交流调速的发展已接近成熟，为 了深入地掌握其基本原理，就不能满足于这种表面形式的罗列，而要进步探讨 其内在规律，从更高的角度上认识交流调速的本质。 按照交流异步电动机的基本原理，从定子传入转子的电磁功率可分为两部mP 分：一部分，是拖动负载的有效功率，另部分是转差功率与转差率2(1)mPs P s 成正比。从能量转换的角度上看，转差功率是否增大。是消耗掉还是得到回
13、收， 显然是评价调速系统效率高低的一种标志。从这点出发，可以把异步电机的调速 系统分成三大类： 1. 转差功率消耗型调速系统全部转差功率都转换成热能的形式而消耗掉。 上述的第(1)，(2)，(3)三种调速方法都属于这类。在三类之中，这类调速系统 的效率最低。而从它是以增加转差功率的消耗来换取转速的降低(恒转矩负载时)， 越向下调速效率越低。可是这类系统结构最简单，所以还有一定的应用场合。 2. 转差功率回馈型调速系统转差功率的一部分消耗掉，大部分则通过变 流装置回馈电网或者转化为机械能予以利用，转速越低时回收的功率也越多，上 述第（4）种调速方法串级调速属于这一类。这类调速系统的效率显然比第一类要高，但增设的交流装置总要多消耗一部分功率，因此还不及下一类。 3 转差功率不变型调速系统转差功率小转子铜损部分的消耗是不可避免 的。但在这类系统中无论转速高低，转差功率的消耗基本不变，因此致率最高。 上述的第(5)，(6)两种调速方法用于此类。其中变极对数只能有级调速，应用场 合有限。只有变频调速应用最广，可以构成高动态性能的交流调速系统，取代直 流调速，最有发展前途。异
