开题报告-异步电机变频调速系统仿真研究.doc

中 北 大 学毕业论文开题报告学 生 姓 名：学 号：1学 院：计算机与控制工程学院专 业：电气工程及其自动化论文题目：异步电机变频调速系统仿真研究指导教师: 2015 年 4 月 2 日开题报告填写要求1开题报告作为毕业论文答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业论文工作前期内完成，经指导教师审查后生效；2开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3学生写文献综述的参考文献一般应不少于10篇（不包括辞典、手册）。文中应用参考文献处应标出文献序号，文后“参考文献”的书写，应按照国标GB 771487文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性；4学生的“学号”要写全号（如0201140102,为10位数），不能只写最后2位或1位数字；5. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”；6. 指导教师意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。毕 业 论 文 开 题 报 告1选题依据：1.1、研究背景交流异步电动机由于其结构简单，运行可靠，效率高，价格低等优点，是现代各种工矿企业中应用最广，数量最多的电气设备之一。但由于异步电机存在的缺点之一是调速性能差，而电机的控制及运行又与企业的产品质量和经济效益密切相关，所以一直以来电机的调速问题便受到人们的普遍关注。变频调速是通过改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法，因其效率高，调速范围大，机械特性硬，精度高，因此得到了广泛的应用。以计算机作为工具的仿真技术为不同的控制系统提供活的数学模型，缩短了研制时间，因此备受人们青睐。Matlab 仿真软件在矩阵计算、图形绘制、数据拟合等方面具有非常强的功能，因此，本文将选用MATLAB/simulink仿真软件对异步电动机变频调速系统进行研究。1.2、国内外研究现状通过阅读诸多关于变频调速技术的国内外研究现状及其发展趋势的文献，可以清楚地知道我们国家目前在变频调速系统方面的研究还处于初阶段，但是正如学者刘志坤在参考文献一中所说“变频调速技术被公认为是一种最有前途的调速技术，它代表着电气传动发展的主流方向”，所以国家很重视这项技术，它在我国的发展空间是非常大的。目前变频调速技术在我国的产业状况基本可以这样概括：（1）虽说变频器控制策略的基础研究与国外差距不大，但是由于力量分散，没有形成一定的技术和生产规模，所以导致变频器的整体技术还是相当落后；（2）与生产变频器相关的配套产业及行业落后，导致生产变频器所用的半导体功率器件缺乏；（3）由于技术不够到位，设备不够先进，导致变频器的可靠性及工艺水平不高，从而影响产销量。在国外，由于其市场需求量大，功率器件发展迅猛，故变频技术早已被广泛应用，实现对电机转速的控制大约已有50年的历史，尤其在近十年，变频调速技术的更是得到了高速发展。表2.1给出了日本在变频调速领域的发展状况，便于我们清楚地了解到变频调速技术在国外的发展现状。表2.1 日本变频调速技术发展状况年份直流调速比例交流调速比例197580% 20%1985 20% 80%2010 1% 99%1.3、本论文主要内容安排在本文中，将在第二章详细讲述异步电机变频调速基本原理，并且重点选取三种典型的变频调速控制方式（恒压频比控制方式，矢量控制方式，直接转矩控制方式）进行介绍；将在第三章详细介绍异步电机的的数学模型；将在第四章详细讲述以上这三种控制方式下搭建的异步电机变频调速系统仿真模型，并对其优缺点进行比较。参考文献1 刘志坤变频调速技术发展研究J中国信息化.20136:100-1012 罗斌变频调速技术应用问题研究J科技向导.20117:52-743 高军伟，王海宁，康锦鹤变频调速技术发展研究J科技通报.20104:33-354 揭万林浅议变频调速技术的应用现代电子技术J.现代电子技术.2010.9:245 张令霞.直接转矩控制系统的Matlab建模与仿真J创新论坛.2011.5:40-436 许桢.基于直接转矩控制的异步电机调速系统的研究J.电气传动.20126:10-127 张小龙变频调速技术发展研究J科技通报.20136:52-548 D. Wang, L. Liu & D. Liu.Modeling and simulation research ofasynchronous motor direct torque control system based on the simplified SVPWM. 2011 10th. 9 郑连亮交流异步电机变频调速系统矢量控制与直接转矩控制算法比较J科技资讯.20124:42-4310 Guoqing,GaoyunSimulation research of direct torque open-loop control system based on MATLAB20123. 毕 业 论 文 开 题 报 告研究方案：2.1、研究内容通过对电机，电力电子技术及MATLAB仿真软件的学习，研究异步电机变频调速工作原理，以三相异步电动机作为控制对象，建立异步电动机稳/动态数学模型，并分别在MATLAB/SIMULINK中搭建恒压频比控制、矢量控制、直接转矩控制的异步电动机变频调速系统仿真模型。2.2、研究手段利用电机恒压频比控制、矢量控制、直接转矩控制系统原理，采用结构化和模块化的设计方法，采用Simulink工具分别构建三种控制方式下的异步电机变频调速系统仿真模型， 通过仿真可得三种控制方式下系统的动态及稳态性能，验证三种控制方式下变频调速系统的可行性与有效性。图2.1 恒压频比控制系统框图PI 控制器用来控制电机的转差频率，从而保证电机运行在给定的速度。转速经恒压频比控制产生的参考电压作为PWM 控制的输入, 使PWM 控制器产生相应的信号来控制逆变器的开关状态, 从而达到控制电机的目的。图2.2 矢量控制系统框图矢量控制的基本思想是以产生同样的旋转磁动势为准则，将异步电动机在静止三相坐标系上的定子交流电流等效成两相静止坐标系上的交流电流，在通过坐标旋转变换将其等效成同步旋转坐标系上的直流电流，等过程中实现磁通和转矩的解耦控制，达到直流电机的控制效果，得到直流电动机的控制量。图3 直接转矩控制系统框图该控制方案的原理是通过查表的方法来选择合适的电压空间矢量来实现对异步电动机传动系统转矩和磁链的直接控制。2.3、日程安排3月07日-4月29日：查阅资料，了解课题背景，掌握基本技术，制定设计思路，完成开题报告5月04日-5月15日 ：完成系统方案设计，系统仿真设计，并对结果进行分析5月16日-5月24日 ：总结前期工作成果，完成中期报告。5月25日-6月07日 ：撰写毕业论文说明书并修改完善6月08日-6月12日 ：翻译资料及论文修改等6月13日-6月15日 ：论文答辩 毕 业 论 文 开 题 报 告指导教师意见：异步电机变频调速系统仿真研究主要研究异步电机变频调速的原理，以三相异步电动机作为控制对象，建立异步电动机稳/动态数学模型，并分别在MATLAB/SIMULINK中搭建恒压频比控制、矢量控制、直接转矩控制的异步电动机变频调速系统模型进行仿真。在异步电机变频调速仿真领域具有一定的研究价值。魏彦飞同学所写的开题报告内容比较丰富、格式规范、符合要求。在文献综述中该同学对异步电机变频调速的发展及国内外研究现状认真查阅了大量的相关资料，论述合理。所提出的系统仿真方案有自己的深刻认识，可以解决该课题研究的实际问题，所提方案可行。该设计题目的工作量适中，难度适中。总体看来，该同学的毕业设计开题报告完成的比较好，同意该同学开题。 指导教师： 年 月 日附件：参考文献注释格式学术期刊 作者论文题目J期刊名称，出版年份，卷(期)：页次如果作者的人数多于3人，则写前三位作者的名字后面加“等”，作者之间以逗号隔开。例如：1 李峰,胡征,景苏等. 纳米粒子的控制生长和自组装研究进展J. 无机化学学报， 2001, 17(3): 3153242 J.Y.Li, X.L.Chen,H.Li. Fabrication of zinc oxide nanorodsJ. Journal of Crystal Growth, 2001,233:57学术会议论文集 作者论文题目文集编者姓名学术会议文集名称C，出版地：出版者，出版年份：页次例如：3 司宗国 谢去病 王群重子湮没快度关联的研究见赵维勤，高崇寿编第五届高能粒子产生和重离子碰撞理论研讨会文集C，北京：中国高等科学技术中心，1996：105图书 著者书名M版本出版地：出版者，出版年页次如果该书是第一版则可以略去版次。例如：4韩其智 孙洪洲群论M北京：北京大学出版社，1987101学位论文 作者论文题目D学士(或硕士、博士