交流感應電機SVPWM變頻調速系統(tǒng)的研究.pdf

1、本文論述了交流異步電機的變頻調速原理及變頻調速技術的發(fā)展。矢量控制變頻調速技術是比正弦脈寬調制（SPWM）技術更好的新型變頻調速技術。該技術思路清晰新穎，逆變器直流母線的電壓利用率高，易于實現(xiàn)數(shù)字控制，可以實現(xiàn)具有優(yōu)良動、靜態(tài)性能的調速系統(tǒng)。矢量變頻技術的基本思想是將三相交流異步電機模擬成為直流電機，模擬過程依賴于對異步電機數(shù)學模型的分析研究。因此本文推導了異步電機的數(shù)學模型并對該模型進行矢量變換，由此得到異步電機在兩相同步旋轉坐標系下

2、的數(shù)學模型。在該模型中，定子電流矢量分解為兩個分量：與轉子磁鏈矢量重合的稱為勵磁分量；與轉子磁鏈矢量垂直的稱為轉矩分量。通過控制定子電流矢量在旋轉坐標系的位置及大小，即控制勵磁電流分量和轉矩電流分量的大小，實現(xiàn)像直流電動機那樣對磁場和轉矩的解耦控制。這樣得到了可以把三相交流電機看作直流電機來控制的結論。
　　通過研究電壓型逆變器的電壓矢量輸出組態(tài)，空間矢量調制（SVM）算法，轉子磁鏈定向觀測模型，本文提出了使用高性價比嵌入式系統(tǒng)實

3、現(xiàn)矢量變頻調速系統(tǒng)的實施方法。設計制作了系統(tǒng)硬件：包括調速系統(tǒng)的主回路拓撲，控制/驅動板電路，轉速檢測電路，兩相電流檢測電路，直流母線電壓監(jiān)控保護電路，鍵盤輸入/顯示電路以及各個部分的電路板。研究了AVR嵌入式微控器的硬件結構和指令系統(tǒng)，軟件濾波技術，數(shù)字 PID調節(jié)技術，編制了矢量控制系統(tǒng)軟件。該軟件包括了矢量變換，空間矢量調制，PWM波輸出，轉速 PI調節(jié)，兩相電流檢測信號處理，測速光電碼盤輸出信號處理，系統(tǒng)故障處理等功能。

4、　　進行了仿真和實驗來檢驗本文的研究。運用MATLAB/SIMULINK對系統(tǒng)建立仿真模型，這些模型包括：交流異步電機、矢量變換、空間矢量調制波輸出。并引用了SIMULINK工具箱自帶的PID調節(jié)模塊、電流檢測模塊、電機參數(shù)測量輸出模塊、示波器模塊。仿真和實驗結果表明：本文研究的空間矢量變頻調速系統(tǒng)基本達到了預期要求，在仿真和實驗負載條件下能夠進行變頻調速，電壓輸出波形符合理論分析結論，電流輸出為三相對稱正弦波，轉速符合最少拍控制要求，