目前,能源日益紧张,节能具有十分重要的意义。在我国,电动机是能源消耗的大户。电动机早期的调速方法由于调速范围小、效率低,造成能源的浪费。所以,迫切需要对电动机进行高效调速。电动机早期的调速方法其系统的控制规律是从电动机的稳态模型出发,动态性能尚不能令人满意,而矢量控制则是从电动机的动态模型出发,具有良好的动态性能,是目前交流电动机先进的控制方式。本文以异步鼠笼感应电动机为研究对象,从电动机调速的实质出发,建立了异步鼠笼感应电动机的矢量调速控制系统。首先分析了异步电动机的数学模型,通过坐标变换和按转子磁场定向,将定子电流矢量分解为励磁分量和转矩分量两个直流分量并分别加以控制,从而实现磁通和转矩的解耦控制,达到直流电动机的控制效果。其次,介绍了调速系统的主电路结构,详细阐述了逆变器的工作原理。磁场的准确定向是调速系统的关键,本文介绍了磁链的获取方法,重点研究了在两相旋转坐标系下的转子磁链观测器,建立磁链观测模型,并进行了仿真分析,为进一步的研究奠定基础。最后利用MATLAB/SIMULINK软件对异步电动机矢量调速控制系统的动态性能进行了仿真,仿真结果验证了矢量控制策略的合理性和有效性,系统具有良好的动态响应,控制效果可以和直流调速系统相媲美。
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