愛華網(wǎng)???? 變頻調(diào)速電機系統(tǒng)在傳動領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，但由于異步電動機調(diào)速系統(tǒng)具有強耦合、非線性的特點，難以用解析的方法進行分析。作為系統(tǒng)分析研究的一種重要手段，仿真技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。通過仿真，可以驗證理論分析和設(shè)計的正確性、模擬實際系統(tǒng)的運行過程、分析系統(tǒng)特性隨參數(shù)的變化規(guī)律、描述系統(tǒng)的狀態(tài)與特性，其對于調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計、應(yīng)用與故障診斷，都具有重要的指導(dǎo)意義。本設(shè)計將在MATLAB的Simulink環(huán)境中，建立恒壓頻比異步電動機調(diào)速系統(tǒng)的模型，通過仿真，實現(xiàn)異步電動機按給定運行。 1 恒壓頻比調(diào)速原理
異步電動機的轉(zhuǎn)速為：n=60f1(1-s)/p （1） 因此三相異步電機的調(diào)速方式有很多，其中一種就是改變供電電源頻率。在電動機調(diào)速時，一個重要的因素是希望保持每極的磁通量為額定值不變。因為磁通太弱沒有充分利用電機的鐵心，是一種浪費；若要增大磁通，又會使鐵心飽和，從而導(dǎo)致過大的勵磁電流，嚴重時會因繞組過熱而損壞電機。在交流異步電機中，磁通是定子和轉(zhuǎn)子磁勢合成產(chǎn)生的，三相異步電機定子每相電動勢的有效值是：Eg=4.44f1N1Kniφm （2） 在圖1中，升降速時間設(shè)定用來限制電動機的升頻速度，避免轉(zhuǎn)速上升過快而造成電流和轉(zhuǎn)矩的沖擊，起軟啟動控制的作用。u/f曲線用于根據(jù)頻率確定相應(yīng)的電壓，以保持壓頻比不變，并在低頻時進行適當?shù)碾妷貉a償。SPWM和驅(qū)動環(huán)節(jié)將根據(jù)頻率和電壓要求產(chǎn)生按正弦脈沖寬調(diào)制的驅(qū)動信號，控制逆變器以實現(xiàn)電動機的變壓變頻調(diào)速。 2 恒壓頻比調(diào)速系統(tǒng)仿真模型 在MATIAB7.1環(huán)境下，依次從simulink庫中找出各個模塊，包括逆變器、脈沖寬度調(diào)制PWM信號發(fā)生器、直流源、異步電動機及檢測模塊等，如圖2所示。 圖2 恒壓頻比調(diào)速系統(tǒng)仿真模型 在圖2中，模塊Constant為頻率給定；給定積分器GI模塊用于設(shè)定啟動曲線，其放大器Gain的作用是使積分時間常數(shù)不受放大器輸入偏差大小的影響，所以放大倍數(shù)可以取大一些，設(shè)為1e4，限幅器saturation用于設(shè)定積分時間常數(shù)，調(diào)節(jié)限幅器的上下限可以調(diào)節(jié)給定積分器輸出曲線的上升斜率，設(shè)為-10到+10，取整模塊設(shè)為round；逆變器用IGBT，其直流側(cè)電壓為514V；PWM發(fā)生器中的載波頻率為1500Hz，三相橋式6脈沖外部調(diào)制觸發(fā)模式；交流異步電機為鼠籠式，額定功率為37.3kW，額定電壓380V，額定頻率50Hz，額定轉(zhuǎn)矩237N?m，定子電阻0.087Ω，定子電感0.0008H，轉(zhuǎn)子電阻0.228Ω，轉(zhuǎn)子電感0.0008H，互感0.00047H，轉(zhuǎn)動慣量1.662kg?m2，摩擦系數(shù)0.1，極對數(shù)為2；另外，異步電動機經(jīng)多路測試儀后輸出角速度，放大器Gain1設(shè)為9.55，脈沖模塊Step可對異步電動機進行干擾測試，時鐘模塊提供時間變量u(3)。還有函數(shù)模塊1、2、3分別設(shè)置為： 其他未說明的參數(shù)部分均采用系統(tǒng)默認值，仿真精度為1e-3，仿真算法用Ode23tb，仿真時間為[0.0 15.0]秒。 3 仿真波形及分析 通過改變頻率給定值，可以相應(yīng)得到頻率、電壓和轉(zhuǎn)速的仿真波形，限于篇幅，取頻率給定值30的仿真波形如圖3所示。其中，頻率單位：Hz，電壓單位：V，轉(zhuǎn)速單位：轉(zhuǎn)/分。 4 結(jié)束語 經(jīng)過分析，得出仿真結(jié)果與理論相符合，證明了恒壓頻比調(diào)速系統(tǒng)模型的正確性。變頻調(diào)速是最有發(fā)展前途的一種交流調(diào)速方式，隨著變頻裝置向大容量、高性能的方向發(fā)展，其在價格和性能上已可與直流調(diào)速相媲美了。電壓和頻率是電動機系統(tǒng)的兩個獨立的控制變量，在調(diào)速系統(tǒng)中，要對這兩個控制變量協(xié)調(diào)控制，其中恒壓頻比控制最容易實現(xiàn)，它的機械特性基本上是平行下移的，硬度較好，能夠滿足一般的調(diào)速要求，但是低速帶載能力較差，須對定子壓降進行補償。
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