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1、基于基于 Matlab/SimPowerSystem 的交的交流调速系统的仿真流调速系统的仿真摘摘 要要自 20 世纪 80 年代以来，交流调速发展很快，交流电机具有维护简单、体积小、重量轻等特点，随着电力电子交流调压、变频和控制技术的日趋成熟，交流调速在应用中越来越普遍。本文主要通过 MATLAB/SimPowerSystem 仿真研究交流异步电动机调速的性能和控制问题。关键词：软起动 开环 VVVF 控制 恒压频比控制 转差频率控制 矢量控制 坐标变换目目 录录摘摘 要要.2一一 绪论绪论.41.1 选题背景.4 1.2 选题的预期目标.4 1.3 软件简介.4二二 交流电动机减压软起动系
2、统仿真交流电动机减压软起动系统仿真.62.1 概述.6 2.2 原理.7 2.3 仿真模型的建立.7 2.4 主要模块介绍.8 2.5 仿真波形的分析.10 2.6 本章小结.13三三 转速开环恒压频比控制的交流异步电动机调速系统仿真转速开环恒压频比控制的交流异步电动机调速系统仿真.143.1 概述.14 3.2 原理.14 3.3 仿真模型的建立.16 3.4 主要模块介绍.18 3.5 仿真波形的分析.20 3.6 本章小结.22四四 转差频率控制的异步电动机矢量控制系统仿真转差频率控制的异步电动机矢量控制系统仿真.234.1 概述.23 4.2 原理.23 4.3 矢量控制中的坐标变换.
3、23 4.4 仿真模型的建立.26 4.5 主要模块介绍.27 4.6 仿真波形的分析.27 4.7 本章小结.31五五 总结与展望总结与展望.32参考文献参考文献.33致致 谢谢.34一一 绪论绪论1.1 选题背景选题背景在 20 世纪上半叶，鉴于直流拖动具有优越的调速性能，高性能可调速拖动都采用直流电动机，而约占电力拖动总容量 80%以上的不变速拖动系统则采用交流电动机，这种分工在一段时间内已成为一种举世公认的格局。直到 20 世纪6070 年代，随着电力电子技术的发展，使得采用电力电子变换器的交流拖动系统得以实现，高性能交流调速系统也应运而生。自 20 世纪 80 年代以来，交流调速系统
4、发展很快，交流电机具有维护简单、体积小、重量轻等特点，随着电力电子交流调压、变频和控制技术的日趋成熟，交流调速系统在应用中越来越普遍。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更为交流调速系统奠定了物质基础。电力电子和电力拖动控制系统的仿真也越来越受到业内各方面人士的关注，它不仅是教学和学习的重要手段和工具，在研究及工程设计中也发挥了越来越重要的作用。用仿真来代替实际系统的实验，在计算机上研究和设计系统，这不仅省时、省力，降低成本和缩短研发周期，并且还可以获得更丰富、详细的数据资料。本选题正是在这样的背景下产生的，运用 Matlab/Simulink 的基本命令和模块在计算
5、机上建立模型，对各种交流调速系统进行仿真研究。1.2 选题的预期目标选题的预期目标通过对本选题的深入研究，掌握 Matlab/Simulink 的基本命令和模块，并应用到交流调速系统的仿真研究中。借由 Matlab 仿真，对交流软起动器、开环VVVF 控制系统和交流矢量控制系统分别进行研究和比较，并验证交流调速系统工程设计方法的正确性和有效性。1.3 软件简介软件简介MATLAB 是 Matrix Laboratory（矩阵实验室）的缩写，它是一种科学的计算软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。由于它使用方便、输入便捷、运算高效、适应科技人员的思维
6、方式，并且有绘图功能，使之成为广泛使用的软件。Simulink 出现于 1993 年，在 MATLAB 中 Simulink 是一个比较特别的工具箱，这是一种基于框图的仿真平台，Simulink 挂接在 MATLAB 环境上，以MATLAB 强大的计算功能为基础，以直观的模块框图进行仿真和计算。Simulink 提供了各种仿真工具，尤其是它不断扩展的、内容丰富的模块库，为系统的仿真提供了极大地便利。在 Simulink 平台上，拖拉和连接典型模块就可以绘制仿真对象的模型框图，并对模型进行仿真。Simulink 是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，它有两个明显的功能：仿真与连接。即
7、用户只要根据所建立的数学模型和一些具体的模拟要求，从模块库中拖放合适的模块组合在一起，只需要知道这些模块的输入输出及模块的功能，而不必考察模块内部是如何实现的，通过对这些基本模块的调用，再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型，进行仿真与分析。仿真分析是解决矢量控制、变频调速控制系统等复杂性问题的有力手。这些使得 MATLAB 成为世界范围内被科学工作者、工程技术人员和高等学校广大师生广泛采用的仿真工具。现在，对各类电气传动系统进行建模和仿真研究成为热点，几乎所有电机调速控制的高品质控制均离不开系统仿真研究。通过仿真研究可以对照比较各种策略与方案，优化并确定相关参数，特别是对于新型控制策略与算法的研究，进行系统仿真更是不可缺少的。二二 交流电动机减压软起动系统仿真交流电动机减压软起动系统仿真2.1 概述概述三相交流异步电动机是应用最为广泛的电气设备。常用的三相异步电动机结构简单，价格便宜，而且性能良好，运
