运动控制系统对异步电动机进行矢量控制的仿真研究.docVIP

本科生课程论文 课程名称 运动控制系统 院 机电工程与自动化专 业 电气工程及其自动化 号 学生姓名 徐彧飞 指导教师 赵剑飞 分 数 题目： 课外项目学习（6学时）： 对异步电动机进行矢量控制的仿真研究。电机参数如下：， ，，，，，，，，额定频率50Hz，额定转速1460转/分，逆变器采用SVPWM控制，开关频率为5KHz。 仿真条件如下：转速给定信号为阶跃给定，0.1s时转速给定为120rad/s，0.7s时转速降为80rad/s；电机空载起动，0.3s加载5N.m，0.5s减载为2N.m。仿真时间为1s，仿真步长0.02ms， 利用电机、SVPWM、ASR、转子磁链计算等基本模块搭建异步电动机矢量控制的仿真平台。 给出定子三相电流、转子三相电流、转速、电磁转矩仿真波形。 给出定子AB线间电压波形和经过低通滤波后的电压波形，并进行对比分析。，低通滤波器的截止频率1KHz。 给出电机负载，转速，定子q轴电流给定，定子q轴电流、电磁转矩仿真波形，仿照直流电动机的启动过程分析异步电动机起动、加载过程中q轴电流、电磁转矩、转速的变化规律。说明q轴电流对电磁转矩的控制规律。说明起动过程中电机是否会过流，修改哪个量可以改变电机最大起动转矩。 给出电机转子磁链，转子磁链幅值和角度及定子电流d轴分量仿真波形，说明矢量控制中转子磁链与d轴电流的关系，说明转子磁链的控制规律。 给出加载后电机转矩、转速q轴电流 、d轴电流波形，分析变化规律。 （1）利用电机、SVPWM、ASR、转子磁链计算等基本模块搭建异步电动机矢量控制的仿真平台。 （2）给出定子三相电流、转子三相电流、转速、电磁转矩仿真波形。 图2-1 定子三相电流仿真波形 图2-2 转子三相电流仿真波形 图2-3 转速仿真波形 图2-4 电磁转矩仿真波形 （3）给出定子AB线间电压波形和经过低通滤波后的电压波形，并进行对比分析。，低通滤波器的截止频率1KHz。 图3-1 低通滤波前的AB线间电压波形 图3-2 经过低通滤波后的AB线间电压波形 未滤波之前AB间的不同频率的波太多,经过滤波之后,保留了频率在1kHz以下的波形。 （4）给出电机负载，转速，定子q轴电流给定，定子q轴电流、电磁转矩仿真波形，仿照直流电动机的启动过程分析异步电动机起动、加载过程中q轴电流、电磁转矩、转速的变化规律。说明q轴电流对电磁转矩的控制规律。说明起动过程中电机是否会过流，修改哪个量可以改变电机最大起动转矩。 图4-1 电机负载仿真波形 图4-2 转速仿真波形 图4-3 定子q轴电流给定仿真波形 图4-4 定子q轴电流仿真波形 图4-5 电磁转矩仿真波形 （5）给出电机转子磁链，转子磁链幅值和角度及定子电流d轴分量仿真波形，说明矢量控制中转子磁链与d轴电流的关系，说明转子磁链的控制规律。 图转子磁链幅值 （6）给出加载后电机转矩、转速q轴电流 、d轴电流波形，分析变化规律。 图6-1 电机转矩 图6-2 转速q轴电流 图6-3 d轴电流波形 0.1s加载后电机转矩先增大，然后减小，并逐渐恢复平稳，但最终值比未加载前稍大；转速q轴电流 、d轴电流波形变化规律相似，先是在加载时逐渐增大，然后在不断震荡中幅值减小。 2