矢量控制交流变频调速系统设计

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毕业设计（论文）

题 目：矢量控制交流变频调速系统设计 姓 名： 学 号： 0904150109 指导教师（职称）： 文小玲（教授） 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 2009自动化01 所 在 学 院： 电气信息学院

2013年5月

武汉工程大学 毕业设计

目 录

摘 要 ........................................................................................................................................ II Abstract .................................................................................................................................... III 第一章 绪论 ............................................................................................................................ 1 1.1 变频调速技术的发展 ......................................................................................................... 1 1.2 变频调速系统的类型及其主电路结构 ............................................................................. 2 1.3 变频调速系统的控制方法 ................................................................................................. 6 1.4 设计任务与要求 ................................................................................................................. 8 第二章 系统主电路设计 ........................................................................................................ 9 2.1 主电路结构设计 ................................................................................................................. 9 2.2 主电路参数计算及元器件选型分析 ............................................................................... 10 第三章 三相异步电动机的矢量控制数学模型 .................................................................. 15 3.1 异步电动机在三相坐标系上的数学模型和性质 ........................................................... 15 3.2 坐标变换 ........................................................................................................................... 20 3.3 异步电动机在两相dq同步旋转坐标系上的数学模型 ................................................. 23 3.4 按转子磁链（磁通）定向的数学模型 ........................................................................... 25 第四章 异步电动机的矢量控制策略 .................................................................................. 27 4.1 矢量控制的基本思想 ....................................................................................................... 27 4.2 按转子磁场定向的矢量控制方法的实现 ....................................................................... 28 第五章 系统仿真建模与分析 .............................................................................................. 33 5.1 MATLAB/SIMULINK简介 .............................................................................................. 33 5.2 仿真模型的建立 ............................................................................................................... 33 5.3 系统仿真分析 ................................................................................................................... 36 总结与展望 .............................................................................................................................. 39 致 谢 ........................................................................................................................................ 41 参考文献 .................................................................................................................................. 43

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武汉工程大学 毕业设计

摘 要

变频调速是交流电动机各种调速方式中效率最高、性能最好的调速方法,在整个交流调速中占有重要的地位。采用MATLAB软件包中的SIMULINK对基于数学模型基础上的电气传动控制系统进行仿真建模，具有建模简便、结构直观、操作灵活等优点，并且仿真结果具有较高的精度。

本文介绍了现代交流调速系统的发展概况、小容量矢量控制的变频调速系统的主电路设计方法、三相异步电动机在三相坐标系和两相坐标系下的动态数学模型及其矢量控制方法。并在此基础上应用MATLAB/SIMULINK仿真工具建立了按转子磁场定向的异步电动机矢量控制变频调速系统的仿真模型，并对其性能进行了仿真分析。仿真结果证明了所设计的系统主电路及其控制算法的可行性和有效性。

关键词：MATLAB/SIMULINK；矢量控制；异步电动机；仿真

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