1 緒論

?課題研究背景及目的

1.1.1 研究背景

直流調速系統的主要優點在于調速范圍廣、靜差率小、穩定性好以及具有良好的動態性能。在相當長時期內，高性能的調速系統幾乎都是直流調速系統。盡管如此，直流調速系統卻解決不了直流電動機本身的換向和在惡劣環境下的不適應問題，同時制造大容量、高轉速及高電壓直流電動機也十分困難，這就限制了直流拖動系統的進一步發展。

交流電動機自1985年出現后，由于沒有理想的調速方案，因而長期用于恒速拖動領域。20世紀70年代后，國際上解決了交流電動機調速方案中的關鍵問題，使得交流調速系統得到了迅速的發展，現在交流調速系統已逐步取代大部分直流調速系統。目前，交流調速已具備了寬調速范圍、高穩態精度、快動態響應、高工作效率以及可以四象限運行等優異特性，其穩、動態特性均可以與直流調速系統相媲美。

與直流調速系統相比，交流調速系統具有以下特點：

容量大；

轉速高且耐高壓；

交流電動機的體積、重量、價格比同等容量的直流電動機小，且結構簡單、經濟可靠、慣性小；

交流電動機環境使用性強，堅固耐用，可以在十分惡劣的環境下使用；

高性能、高精度的新型交流拖動系統已達同直流拖動系統一樣的性能指標；

交流調速系統能顯著的節能；

從各方面看，交流調速系統最終將取代直流調速系統。

研究目的

本課題主要運用MATLAB-SIMULINK軟件中的交流電機庫對交流電動機調速系統進行仿真，由仿真結果圖直接認識交流系統的機械特性。本文重點對三相交流調壓調速系統進行仿真研究，認識PID調節器參數的改變對系統性能的影響，認識該系統動態及靜態性能的優劣及適用環境。

1.2 文獻綜述

在實際應用中，電動機作為把電能轉換為機械能的主要設備，一是要具有較高的機電能量轉換效率；二是應能根據生產機械的工藝要求控制和調節電動機的旋轉速度。電動機的調速性能如何對提高產品質量、提高勞動生產率和節省電能有著直接的決定性影響。因此，調速技術一直是研究的熱點[1][2]。而交流調速系統憑著其絕對的優勢，最終必將取代直流調速系統[3]。
????近幾年來，科學技術的迅速發展為交流調速技術的發展創造了極為有利的技術條件和物質基礎。交流電動機的調速系統不但性能同直流電動機的性能一樣，而且成本和維護費用比直流電動機系統更低，可靠性更高[4]。目前，國外先進的工業國家生產直流傳動的裝置基本呈下降趨勢，交流變頻調速裝置的生產大幅度上升。在日本，1975年在調速領域，直流占80%，交流占20%；1985年交流占80%,直流占20％[5]。到目前為止，日本除了個別的地方還繼續采用直流電機外，幾乎所有的調速系統都采用變頻裝置[6][7]。

計算機仿真技術在交流調速系統的應用，使得對交流調速的性能分析和研究變的更為方便。傳統的計算機仿真軟件包用微分方程和差分方程建模，其直觀性、靈活性差，編程量大，操作不便。隨著一些大型的高性能的計算機仿真軟件的出現，實現交流調速系統的實時仿真可以較容易地實現[8]。如：matlab軟件已經能夠在計算機中全過程地仿真交流調速系統的整個過程。matlab語言非常適合于交流調速領域內的仿真及研究，能夠為某些問題的解決帶來極大的方便并能顯著提高工作效率。隨著新型計算機仿真軟件的出現，交流調速技術必將在成本控制、工作效率、實時監控等方面得到長足進步[9][10]。

交流調速技術發展到今天，相對而言已經比較成熟，在工業中得到了廣泛的應用，但是隨著一些新的電力電子器件和一些新的控制策略的出現，工業應用對交流調速系統又提了新的要求，現代交流電機調速技術的研究和應用前景十分廣闊。

20世紀80年代中期研制開發出一種新型交流調速系統——開關磁阻電動機調速系統，它將新型的電機、現代電力電子技術與控制技術融為一體，形成一個典型的機電一體化的調速系統。由于它在效率、調速性能和成本方面都具有一定的優勢，已成為當代電力拖動的一個熱門課題，將會在調速領域占有一席之地。

交流調速的控制策略近年來發展非常迅速，諸如轉差矢量控制，自適應控制（磁通自適應、斷續電流自適應、參數自適應等模型參考自適應控制），狀態觀測器（磁通觀測器、力矩觀測器等），為補償速度降以提高精度的前饋控制，以節能、平穩、快速等為目標函數的優化控制，線性二次型積分控制，滑模變結構控制，直接轉矩控制及模糊控制等已見諸國內外有關文獻及雜志中[11][12][1]。

1.3?論文主要工作

1.分析各種調速系統在實際運用中的優缺點，分析各種調速方式適用的場合。

2.重點分析掌握三相交流調壓調速原理，機械特性等，然后對其進行MATLAB的仿真實現，通過修改系統各部分的參數，可以輸出穩定的波形。根據示波器輸出結果，對系統的性能進行分析。

1.4 論文章節安排

第一章 緒論：主要介紹本課題的研究背景和研究內容，以及交流調速系統在國內外的發展和前景展望；介紹了文章的主要工作安排以及論文章節安排。

第二章 交流調速系統：比較交流調速系統的各種調速方案，重點分析了交流調壓調速系統的原理及機械特性，及對交流調壓調速電路以及閉環調壓調速系統進行了重點的研究分析。

第三章 交流調壓調速系統的MATLAB仿真：運用MATLAB的SIMULINK工具箱分別對異步電動機調壓調速系統的主電路與控制電路進行建模和參數設置，最終建立了異步電動機調壓調速系統電路的仿真模型，并對其進行了仿真分析和研究，給出仿真結果，通過對仿真結果的分析驗證了交流調壓電路的工作原理和所建模型的正確性。

????第四章 結論：對全文進行總結，指明異步電動機調壓調速系統的發展方向。

?

總結

以上是生活随笔為你收集整理的基于MATLAB的交流电动机调速系统仿真的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。