1、本科生課程論文課程名稱 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)學(xué) 院 機(jī)電工程與自動(dòng)化專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化學(xué) 號(hào) 13123133學(xué)生姓名 徐彧飛指導(dǎo)教師 趙劍飛分 數(shù) 題目：課外項(xiàng)目學(xué)習(xí)（6學(xué)時(shí)）： 對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行矢量控制的仿真研究。電機(jī)參數(shù)如下：， ，額定頻率50Hz，額定轉(zhuǎn)速1460轉(zhuǎn)/分，逆變器采用SVPWM控制，開關(guān)頻率為5KHz。仿真條件如下：轉(zhuǎn)速給定信號(hào)為階躍給定，0.1s時(shí)轉(zhuǎn)速給定為120rad/s，0.7s時(shí)轉(zhuǎn)速降為80rad/s；電機(jī)空載起動(dòng)，0.3s加載5N.m，0.5s減載為2N.m。仿真時(shí)間為1s，仿真步長(zhǎng)0.02ms，（1） 利用電機(jī)、SVPWM、ASR、轉(zhuǎn)子磁鏈計(jì)算等基本模塊搭建異

2、步電動(dòng)機(jī)矢量控制的仿真平臺(tái)。（2） 給出定子三相電流、轉(zhuǎn)子三相電流、轉(zhuǎn)速、電磁轉(zhuǎn)矩仿真波形。（3） 給出定子AB線間電壓波形和經(jīng)過低通濾波后的電壓波形，并進(jìn)行對(duì)比分析。，低通濾波器的截止頻率1KHz。（4） 給出電機(jī)負(fù)載，轉(zhuǎn)速，定子q軸電流給定，定子q軸電流、電磁轉(zhuǎn)矩仿真波形，仿照直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)過程分析異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、加載過程中q軸電流、電磁轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律。說(shuō)明q軸電流對(duì)電磁轉(zhuǎn)矩的控制規(guī)律。說(shuō)明起動(dòng)過程中電機(jī)是否會(huì)過流，修改哪個(gè)量可以改變電機(jī)最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。（5） 給出電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈，轉(zhuǎn)子磁鏈幅值和角度及定子電流d軸分量仿真波形，說(shuō)明矢量控制中轉(zhuǎn)子磁鏈與d軸電流的關(guān)系，說(shuō)明轉(zhuǎn)子磁鏈的控制規(guī)

3、律。（6） 給出加載后電機(jī)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速q軸電流 、d軸電流波形，分析變化規(guī)律。（1）利用電機(jī)、SVPWM、ASR、轉(zhuǎn)子磁鏈計(jì)算等基本模塊搭建異步電動(dòng)機(jī)矢量控制的仿真平臺(tái)。（2）給出定子三相電流、轉(zhuǎn)子三相電流、轉(zhuǎn)速、電磁轉(zhuǎn)矩仿真波形。圖2-1 定子三相電流仿真波形圖2-2 轉(zhuǎn)子三相電流仿真波形圖2-3 轉(zhuǎn)速仿真波形圖2-4 電磁轉(zhuǎn)矩仿真波形（3）給出定子AB線間電壓波形和經(jīng)過低通濾波后的電壓波形，并進(jìn)行對(duì)比分析。，低通濾波器的截止頻率1KHz。圖3-1 低通濾波前的AB線間電壓波形圖3-2 經(jīng)過低通濾波后的AB線間電壓波形未濾波之前AB間的不同頻率的波太多,經(jīng)過濾波之后,保留了頻率在1kHz以下的

4、波形。（4）給出電機(jī)負(fù)載，轉(zhuǎn)速，定子q軸電流給定，定子q軸電流、電磁轉(zhuǎn)矩仿真波形，仿照直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)過程分析異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、加載過程中q軸電流、電磁轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律。說(shuō)明q軸電流對(duì)電磁轉(zhuǎn)矩的控制規(guī)律。說(shuō)明起動(dòng)過程中電機(jī)是否會(huì)過流，修改哪個(gè)量可以改變電機(jī)最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。圖4-1 電機(jī)負(fù)載仿真波形圖4-2 轉(zhuǎn)速仿真波形圖4-3 定子q軸電流給定仿真波形圖4-4 定子q軸電流仿真波形圖4-5 電磁轉(zhuǎn)矩仿真波形（5）給出電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈，轉(zhuǎn)子磁鏈幅值和角度及定子電流d軸分量仿真波形，說(shuō)明矢量控制中轉(zhuǎn)子磁鏈與d軸電流的關(guān)系，說(shuō)明轉(zhuǎn)子磁鏈的控制規(guī)律。圖5-1 轉(zhuǎn)子磁鏈幅值圖5-2 轉(zhuǎn)子磁鏈角度圖5-3 定子電流d軸分量仿真波形矢量控制中，通過坐標(biāo)變換，在按轉(zhuǎn)子磁鏈定向同步旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系中，得到等效的直流電動(dòng)機(jī)模型。仿照直流電動(dòng)機(jī)的控制方法控制電磁轉(zhuǎn)矩與磁鏈，然后將轉(zhuǎn)子磁鏈定向坐標(biāo)系中的控制量反變換得到三相坐標(biāo)系的對(duì)應(yīng)量，以實(shí)施控制。通過按轉(zhuǎn)子磁鏈定向，將定子電流分解為勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量，轉(zhuǎn)子磁鏈僅有定子電流勵(lì)磁分量產(chǎn)生，電磁轉(zhuǎn)矩正比于轉(zhuǎn)子磁鏈和定子電流轉(zhuǎn)矩分量的乘積。（6）給出加載后電機(jī)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速q軸電流 、d軸電流波形，分析變化規(guī)律。圖6-1 電機(jī)轉(zhuǎn)矩圖6-2 轉(zhuǎn)速q軸電流圖6-3 d軸電流波形0.1s加載后電機(jī)