異步電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)研究【開題報(bào)告】

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告電氣工程與自動(dòng)化電氣工程與自動(dòng)化異步電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)研究異步電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)研究一、選題的背景與意義在20世紀(jì)大部分年代里，直流調(diào)速技術(shù)在理論上和實(shí)踐上較為成熟，而交流調(diào)速技術(shù)卻始終無法與直流調(diào)速相比。直流電機(jī)具有很多優(yōu)點(diǎn)，如起制動(dòng)性能良好，可以實(shí)現(xiàn)廣范圍內(nèi)平滑調(diào)速等。直流傳動(dòng)所具有的優(yōu)越的調(diào)速性能，使得高性能可調(diào)速傳動(dòng)都使用直流電動(dòng)機(jī)，而異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能難以滿足生產(chǎn)要求所以不變速傳動(dòng)多采用交流電

2、動(dòng)機(jī)。隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，直流電機(jī)的薄弱環(huán)節(jié)逐步顯示出來，由于換向器的存在，使直流電動(dòng)機(jī)的維護(hù)工作量加大，單機(jī)容量，最高轉(zhuǎn)速以及使用環(huán)境都受到限制，穩(wěn)定性差，成本高，人們把目光轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，便于維護(hù)、價(jià)格非常低廉的交流電機(jī)。交流電機(jī)變頻調(diào)速是一種比較理想調(diào)速方法，其實(shí)早在20世紀(jì)20年代人們對(duì)此就有比較明確的認(rèn)識(shí)：既能在寬廣的速度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，也不會(huì)在調(diào)速過程中使運(yùn)行效率下降，更可獲得良好的起動(dòng)運(yùn)行特性。但由于當(dāng)時(shí)一

3、直受技術(shù)或手段的限制而進(jìn)展緩慢未能推廣使用。到了現(xiàn)代隨著電力電子技術(shù)和控制技術(shù)的飛速發(fā)展，交流調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用比重逐年上升。而矢量控制技術(shù)的產(chǎn)生，又使交流電機(jī)的調(diào)速技術(shù)登上了一個(gè)新臺(tái)階矢量控制能夠?qū)﹄妷?、電流以及它們產(chǎn)生的磁勢(shì)、磁鏈的瞬間值進(jìn)行控制，并且能夠?qū)崿F(xiàn)磁通和轉(zhuǎn)矩的解耦從而大大提高電機(jī)的動(dòng)、靜態(tài)性能使交流電機(jī)獲得了與直流電機(jī)相仿甚至超越直流電機(jī)的高動(dòng)態(tài)性能。異步電動(dòng)機(jī)具有非線性、強(qiáng)耦合、多變量的性質(zhì)，要獲得良好的調(diào)速性能，必須從其

4、動(dòng)態(tài)模型出發(fā)，分析異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁鏈控制規(guī)律，研究高性能異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方案。矢量控制就是基于動(dòng)態(tài)模型的高性能的交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的控制方案之一。所謂矢量控制，就是通過矢量變換和按轉(zhuǎn)子磁鏈定向，得到等效直流電動(dòng)機(jī)模型，在按轉(zhuǎn)子磁鏈定向坐標(biāo)系中，用直流電動(dòng)機(jī)的方法控制電磁轉(zhuǎn)矩與磁鏈然后將轉(zhuǎn)子磁鏈定向坐標(biāo)系中的控制量經(jīng)變換得到三相坐標(biāo)系的對(duì)應(yīng)量，以實(shí)施控制。二、研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題圖異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的SIMULINK實(shí)現(xiàn)

5、技術(shù)路線：（1）、構(gòu)建系統(tǒng)系統(tǒng)框圖這個(gè)系統(tǒng)主要分為六個(gè)部分：速度控制器、矢量控制器、電流比較脈沖產(chǎn)生器、全橋逆變電路、異步電機(jī)和反饋回路。（2）、對(duì)各個(gè)系統(tǒng)模塊參數(shù)等進(jìn)行獨(dú)立的分析，并且勵(lì)磁電流計(jì)算模塊在用模塊搭建的同時(shí)，也用了S函數(shù)編程來實(shí)現(xiàn)。（3）、將上述各個(gè)部分組合起來，便可以得到系統(tǒng)的仿真模型圖，通過改變不同的給定轉(zhuǎn)矩和負(fù)載來實(shí)現(xiàn)不同的電壓、電流、轉(zhuǎn)矩和速度。系統(tǒng)測(cè)量得電機(jī)的轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速比較，得到期望的電磁轉(zhuǎn)矩；再通過矢量控制

6、環(huán)節(jié)求得與之對(duì)應(yīng)的電流，并與反饋的電流比較得出逆變電路的的脈沖信號(hào)，從而控制異步電機(jī)的的定子端輸入電壓。系統(tǒng)是個(gè)雙環(huán)控制系統(tǒng)，外環(huán)是轉(zhuǎn)度控制環(huán)，用來調(diào)節(jié)電機(jī)運(yùn)行的轉(zhuǎn)矩基本在未定轉(zhuǎn)速上，內(nèi)環(huán)是電流，來穩(wěn)定運(yùn)行的電流。雙環(huán)控制使得電機(jī)的運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠。四、研究的總體安排與進(jìn)度2010.112010.12完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的外文翻譯，文獻(xiàn)綜述，開題。2011.12011.2熟悉MATLABsimulink軟件的應(yīng)用和異步電機(jī)矢量控制的原理。2

7、011.22011.3完成異步電機(jī)矢量控制的建模，參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算，模型仿真。2011.32011.5完善畢業(yè)設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容，完成畢業(yè)論文。2011.52011.6準(zhǔn)備答辯。五、主要參考文獻(xiàn)[1]王立新，周順榮.一種改進(jìn)的異步電機(jī)矢量控制方法.中小型電機(jī)[J].2005，32（6）：1417[2]王兆安，黃俊.電力電子技術(shù).北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2002.[3]王海峰，任章.異步電機(jī)矢量變換控制系統(tǒng)的MATLABSIMULINK仿真[J].

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