第6章 交流电机调速系统仿真 《电力电子电机控制系统仿真技术知识》课件.pptVIP

* * 第6章 交流电机调速系统仿真 本章介绍正弦脉宽调制（SPWM）变频调速，以稳态控制为主的VVVF（Variable Voltage Variable Frequency ）笼型异步电动机变频调速系统的仿真，以及绕线式异步电动机和永磁同步电动机调速系统的仿真研究。 6.1 SPWM变频器-异步电动机系统 三相交流电动机M由变频器供电，通过调制和驱动单元控制变频器输出电压和频率，从而观察研究电动机变压和变频时的工作情况。 6.1.1 SPWM变频器-异步电动机系统模型 6.1.2 SPWM变频器-异步电动机系统仿真 例6.1 设定直流电源DC为500V， 在universal bridge模块对话框选择器件(Power Electronic device)为IGBT/Diodes,其它参数保留预设值。异步电动机参数同例4.4（见表4.7），在负载TL模块中设定0.3秒时加载40N.m， 在PWM Generator模块中设调制度(Modulation indeg)为0.95，正弦波频率（Frequency of output votlage）为50Hz，载波频率（Carrier frequency）为1080Hz， 模型算法：ode23t 逆变器 输出电压 电动机 转速 输出电压的谐波分析 定子磁场 转子磁场 6.2 恒压频比控制的 异步电动机调速系统 交流电机每相定子感应电动势 改变频率 就需要同时改变 使 为固定的常数 在变频调速时要保持气隙磁通 不变， 常采用 的控制，称为VVVF控制 恒压频比变频调速系统原理图 升降速时间设定用来限制电机的升频速度， 避免转速上升过快而造成电流和转矩的冲击， U/F曲线根据频率确定相应的电压以保持压频比不变 SPWM和驱动环节产生按正弦脉宽调制的驱动信号控制逆变器和电机。 转速开环VVVF系统仿真模型 U/F曲线和V-F模块结构 电机额定电压， 起动时补偿定子 电阻压降的电压， 电机额定频率。 V-F模块结构 u(1)、u(2)、 u(3) 为三相电压、频率和时间三个变量。汇总输入三个函数模块（Fcn）产生三相调制信号ua、ub、uc，再经Mux1输入PWM Generator模块产生逆变器Universal Bridge的控制脉冲。 　　转速开环VVVF系统模型参数表6.3 仿真波形 频率给定曲线 （GI模块 输出） 转速上升曲线 逆变器输出 线电压（RMS） 转矩响应 6.2 绕线式异步电动机调速系统 绕线式异步电动机特点是转子绕组可以外接电阻或附加电势，通过调节外接电阻或附加电势来限制电机的起动电流或调节电机的转速。 6.2.1 绕线式异步电动机转子串电阻调速 绕线式异步电动机转子串电阻调速仿真模型 调速电阻设R1=R2=5Ω, 在起动1.5秒时接通开关K3和 K4， 切除三相电阻R2；3秒时接通开关K1和K2，切除全部转子电阻。 仿真波形 转速 转矩 转子 电流 定子 电流 6.3.2 绕线式异步电动机串级调速系统仿真 不控整流器将转子的三相交流转变为直流，经三相晶闸管整流器将直流变换为50Hz的交流电经变压器与电网连接。串调系统中晶闸管整流器工作于有源逆变状态，改变逆变角，可以实现电动机的平滑调速。晶闸管整流器采用了转速、电流的闭环控制，改变转速的设定值即可调节电动机速度。 一 系统模型 仿真波形 转速 直流回路电流 交流电源电压和电流 电机输入 电压和电流 变压器副边 电压和电流 *