基于MATLAB的异步电动机直接矢量控制系统的建模

基于MATLAB的异步电动机直接矢量控制

系统的建模和仿真

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（江南大学物联网工程学院，江苏无锡214036）

摘要：本文从异步电动机的数学模型着手介绍一种基于matlab/simulink的异步电动机仿真模型，使用时只需要输入不同的电机参数即可。在此基础上设计一个典型的直接矢量控制系统，然后利用Simulink仿真软件对该控制系统运行情况进行仿真研究。 关键字：MATLAB/SIMULINK；异步电机；矢量控制；仿真

Modeling and Simulation of induction motor vector control

system Based on vector control

Luxiao

(School of Communication and Control, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214036，China) Abstract：A simulation model of asynchronous motor is established based on MATLAB/SIMULATION according to its dynamic math-ematic model,the model can be conveniently used by inputting proper motor parameters,which is used in a typical direct vector system designed in this paper. Then the running situation of the vector control system is simulated and studied by using MATLAB/SIMULINK.

Key words: MATLAB/SIMULINK; asynchronous motor; vector control; simulation

引言:

异步电动机的动态数学模型是一个高阶，非线性，强耦合的多变量系统，虽然通过坐标变换可以使之降阶并化简，但并没有改变其非线性多变量的本质。因此，需要异步电动机调速系统具有高动态性能，必须面向这样一个动态模型。目前电机调速行业内有几种控制方案已经获得了成功的应用。动态模型按转子磁链定向的直接矢量控制系统就应用的很广泛！本文利用matlab/simulink仿真软件建立一个通用的仿真模型。然后用到直接矢量控制系统中去，对该系统进行仿真研究。

上述基本思想是将交流电机控制系统功能单元模块化,笔者在Matlab/Simulink中依次建立了各独立的功能模块，主要有：交流异步电机本体模块,矢量控制模块,电流滞环控制模块,速度控制模块,转矩计算模块等等，将这些功能模块进行有机整合即可搭建出交流异步电机系统的仿真模型.而且最终的仿真结果也证实了建模的正确性！

1．三相交流异步电机数学模型:

异步电动机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。在研究异步电 动机的多变量非线性数学模型时，常作如下的假设：

1） 忽略空间谐波，设三相绕组对称，在空间中互差120°电角度，所产生的磁动势沿

气隙周围按正弦规律分布。 2） 忽略励磁饱和，认为各绕组的自感和互感都是恒定的。 3） 忽略铁心损耗。

4） 不考虑频率变化和温度变化对绕组的影响。