【三相异步电机SVPWM变频调速系统的MATLAB仿真分析1800字】

三相异步电机SVPWM变频调速系统的MATLAB仿真分析目录TOC\o"1-3"\h\u2760三相异步电机SVPWM变频调速系统的MATLAB仿真分析 1311141三相异步电机SVPWM变频调速系统的MATLAB/Simulink仿真 1224011.1动态仿真工具MATLAB/Simulink 1240831.2SVPWM变频调速系统的仿真 1193072仿真结果分析 71三相异步电机SVPWM变频调速系统的MATLAB/Simulink仿真1.1动态仿真工具MATLAB/SimulinkMATLAB是由美国公司MathWorks于1984年开始推出并逐年升级更新的一款商业数学软件，因其具有强大的矩阵计算和图形可视化处理功能、丰富独特的专用工具箱、极高的软件编程效率以及使用方便等特点，被广泛应用于数据分析、无线通信、深度学习、图像图形处理与信号处理等领域。MATLAB/Simulink具有十分开放的编程环境，用户不仅可以调用软件附带的电力系统模块库（主要为Simulink模块库和SimPowerSystem模块库）模块，还可以根据用户的需要自行开发个性化的模型，实现更多用户需要的仿真操作。1.2SVPWM变频调速系统的仿真使用Simulink搭建的三相异步电机变频调速系统的仿真模型整体如图（1.1）所示。图1.1异步电机矢量控制变频调速系统的仿真模型系统由SVPWM矢量控制模块、Park变换模块、Park逆变换模块、Clark变换模块、磁链观测模块、PI控制器等模块连接组成。下面将进行各个子模块的构造方法及其功能的介绍。1.2.1SVPWM矢量控制模块使用Simulink搭建的SVPWM矢量控制模块的模型如图（1.2）所示。图1.2SVPWM矢量控制模块的仿真模型SVPWM矢量控制模块是调速系统的核心部分，其输入量为Uα、Uβ、采样时间T和直流母线电压Udc，输出为6路pulse信号。图（1.3）、（1.4）、（1.5）、（1.6）分别为扇区号计算模块的仿真模型、作用时间计算模块的仿真模型、比较模块的仿真模型和pluse信号输出模块的仿真模型。扇区号N的判断方法和作用时间计算方法的推导过程可参照第三章第三节。图1.3扇区号计算模块的仿真模型图1.4作用时间计算模块的仿真模型图1.5比较模块的仿真模型图1.6pluse信号输出模块的仿真模型图（1.3）扇区号判断模块输出的扇区号N先经过第三章第三节中的公式（3.31）和（3.32）计算，再查表（3.4）可得扇区号N，图（1.4）作用时间计算模块输出的作用时间T先由公式（3.39）和（3.40）计算，再查表（3.5）可得作用时间T1、T2，图（1.5）比较模块得到作用时间T1、T2后，通过公式（3.41）再查表（3.6）可确定矢量切换点Tcm1、Tcm2、Tcm3，最后由图（1.6）pluse信号输出模块输出PWM波。1.2.2Clark变换模块使用Simulink搭建的Clark变换模块的模型如图（1.7）所示。图1.7Clark变换模块的仿真模型Clark变换模块进行从三相静止坐标系A-B-C坐标系到两相静止坐标系α-β坐标系的变换的矩阵运算。利用Fcn模块，根据第三章第一节中的公式（3.5）设定如图所示函数表达式，实现Clark变换，最后封装成一个子系统。1.2.3Park变换模块使用Simulink搭建的Park变换模块的模型如图（1.8）所示。图1.8Park变换模块的仿真模型Park变换模块进行从两相静止坐标系α-β坐标系变换到两相旋转坐标系d-q坐标系的变换的矩阵运算。同Clark变换模块，利用Fcn模块，根据第三章第一节中的公式（3.8）设定如图所示函数表达式，实现Park变换，最后封装成一个子系统。1.2.4Park逆变换模块使用Simulink搭建的Park逆变换模块的模型如图（1.9）所示。图1.9Park逆变换模块的仿真模型Park逆变换模块进行从两相旋转坐标系d-q变换到两相静止坐标系α-β的变换的矩阵运算。同Park变换模块，利用Fcn模块，根据第三章第一节中的公式（3.9）设定如图所示函数表达式，实现Park逆变换，最后封装成一个子系统。1.2.5磁链观测模块使用Simulink搭建的磁链观测模块的模型如图（1.10）所示。图1.10磁链观测模块的仿真模型磁链观测模块由两部分组成，一个是转子磁链幅值计算部分，另一个是转子磁链角计算部分，其中磁链幅值估计值由下式计算：Ψr=Lm其中，τr转子磁链角θ则由转速与转差角，频率之和的积分来计算：θ=∫npωr其中，npωr为可直接测量的电气转速；ωsl是转差频率，由下式给出：ωsl=Lm最后将转子磁链幅值计算部分同转子磁链角计算部分组合连接并封装成一个子系统。2仿真结果分析三相异步电机额定电压380V，频率f=50Hz，Rs=0.435Ω，Ls=0.01H，Rr=0.816Ω，Lr=0.002H，J=0.19kg·m2，直流测电压Udc=600V，PWM开关频率fPWM=10Khz，采样周期Ts=10μs。仿真结果图如下：图2.1电机转速波形图图2.2电磁转矩波形图图2.3定子三相电流波形图图2.4空间电压矢量接近圆轨迹旋转图从系统的仿真结果不难看出：SVPWM调速系统的跟踪能力强，当转速发生突变