基于matlab的异步电机变频调速系统的设计毕业设计
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基于MATLAB三相异步电动机调压调速系统设计摘要:本文通过MATLAB对三相异步电动机的调压调速系统进行设计和分析。
首先,介绍了三相异步电动机的原理和特性,然后分析了调压调速系统的工作原理,并给出了系统的数学模型。
接着,基于MATLAB对调压调速系统进行仿真和分析,得到了系统的调压调速性能曲线。
最后,对仿真结果进行总结和讨论,并提出了进一步改进的建议。
关键词:MATLAB;三相异步电动机;调压调速系统;仿真;性能曲线一、引言三相异步电动机是目前广泛应用于工业领域的一种电动机,具有体积小、重量轻、性能稳定等特点。
为了满足工业生产的需求,对三相异步电动机进行调压调速是一项重要的技术。
调压调速系统能够实现电机的稳定运行和调节电机输出功率的目的,提高了电机的效率和使用寿命。
二、三相异步电动机的原理与特性三相异步电动机是一种基于电磁感应原理工作的电动机。
其工作原理是通过由三相交流电源供给的定子线圈产生的旋转磁场与转子短路线圈中的感应电流相互作用,使转子转动。
该电动机具有起动转矩大、调速范围广等特点。
三、调压调速系统的工作原理调压调速系统是通过改变电动机供电电压和频率,来实现电动机的调速和调压。
其中,调压是通过改变电源的电压来改变电机的转速;调速是通过改变电源的频率来改变电机的转速。
四、系统的数学模型根据三相异步电动机的原理和调压调速系统的工作原理,可以建立系统的数学模型。
该模型包括电动机的电动力学方程和调压调速系统的控制方程。
五、基于MATLAB的系统仿真与分析六、结果与讨论通过MATLAB仿真可以得到系统的调压调速性能曲线,进一步分析得到系统的响应时间、超调量等指标。
根据仿真结果可以对系统参数进行优化,以提高系统的调压调速性能。
七、结论本文基于MATLAB对三相异步电动机调压调速系统进行了设计和分析。
通过仿真和分析得到系统的调压调速性能曲线,对系统的性能进行了评估和讨论。
通过优化系统参数,可以进一步提高系统的调压调速性能。
太原理工大学毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)题目:异步电动机转差频率间接矢量控制matlab 仿真一、 毕业设计(论文)基本要求:1.掌握异步电动机工作的基本原理及相关数学模型。
2.能用转差频率的控制方法实现异步电动机的交流调速。
3.能用matlab 软件对所研究的调速系统进行仿真。
4.独立完成毕业设计。
.独立完成毕业设计。
二、毕业设计(论文)主要内容:1.1.转差频率控制的基本原理和方法。
转差频率控制的基本原理和方法。
转差频率控制的基本原理和方法。
2.2.异步电动机数学模型的建立和矢量控制原理。
异步电动机数学模型的建立和矢量控制原理。
异步电动机数学模型的建立和矢量控制原理。
3.3.对异步电动机的转差频率间接矢量控制系统仿真。
对异步电动机的转差频率间接矢量控制系统仿真。
对异步电动机的转差频率间接矢量控制系统仿真。
三、学生应交出设计文件(论文)毕业设计论文一本四、 毕业设计(论文)原始数据及资料:电机额定有功2238n P =W ,额定电压n U =220V ,额定频,额定频率率n f =50HZ ,定子电阻s R =0.435W,定子漏感1s L =0.002H ,转子电阻r R ¢=0.816W ,转子漏感1r L ¢=0.002H ,电机定转子互感m L =0.069H ,电机转动惯量J =20.089K g m ×,摩擦系数摩擦系数0. 05 N F m s =××,电机极对数2p =。
五、主要参考文献(资料):[1][1]陈伯时.电力拖动自动控制系统陈伯时.电力拖动自动控制系统陈伯时.电力拖动自动控制系统 [ [M ].北京:机械工业出版社,.北京:机械工业出版社,200320032003.. [2][2]王兆安,黄俊.电力电子技术王兆安,黄俊.电力电子技术王兆安,黄俊.电力电子技术[[M ].北京:机械工业出版社,.北京:机械工业出版社,200020002000.. [3][3]汤蕴璆,史乃汤蕴璆,史乃汤蕴璆,史乃..电机学电机学[[M ].北京:机械工业出版社,.北京:机械工业出版社,2001. 2001.[4][4]洪乃刚.电力电子和电力拖动控制系统的洪乃刚.电力电子和电力拖动控制系统的洪乃刚.电力电子和电力拖动控制系统的 MATLAB MATLAB MATLAB 仿真仿真仿真[[M].北京:机械工业出社,2006.[5][5]周渊深.交直流调速系统与周渊深.交直流调速系统与周渊深.交直流调速系统与 MA TLAB 仿真[M].北京:中国电力出版社,.北京:中国电力出版社,200420042004.. [6][6]刘军华.转差率控制的异步电动机调速系统的设计刘军华.转差率控制的异步电动机调速系统的设计[J ].电气传动..电气传动.2008,38 (5)2008,38 (5)2008,38 (5).. [7][7]彭伟发.彭伟发.VVVF 交流调速系统的仿真与DSP 实现实现[[J ]. 枣庄学院学报枣庄学院学报. 2009, 26(2). . 2009, 26(2).专业班级专业班级 电气0707 学生学生 赖旬阳赖旬阳设计(论文)工作起止日期设计(论文)工作起止日期 20011年3月~20011年6月 指导教师签字指导教师签字 日期日期 专业(系)主任签字专业(系)主任签字 日期日期异步电动机转差频率间接矢量控制matlab 仿真摘要本文基于本文基于 MA TLAB 对异步电动机转差频率控制调速系统进行仿真研究。
基于MATLAB的异步电机变频调速系统的仿真与分析1.引言随着工业自动化水平的不断提高,对电机变频调速系统的要求也越来越高。
异步电机是目前工业中最为常见的一种电机类型,其变频调速系统在工业生产中发挥着至关重要的作用。
通过变频调速系统,可以实现电机的精确控制和能耗优化,提高生产效率和降低运行成本。
对异步电机变频调速系统进行仿真与分析,对于工业生产具有重要意义。
MATLAB是一款功能强大的技术计算软件,具有丰富的工具箱和仿真功能,可以方便地进行电机系统的建模和仿真分析。
本文将基于MATLAB对异步电机变频调速系统进行仿真与分析,探讨其性能特点和优化方法。
2.异步电机变频调速系统的基本原理异步电机的变频调速系统是通过改变电机的输入频率和电压,从而控制电机的转速和转矩。
基本原理是利用变频器对电源进行调节,改变电机的供电频率和电压,以实现对电机转速的精确控制。
在变频调速系统中,一般采用闭环控制结构,通过反馈电机转速信息,控制变频器的输出频率和电压,从而实现对电机的精确控制。
还需要考虑电机的负载特性和动态响应特性,以保证系统稳定性和性能优化。
在MATLAB中,可以利用Simulink工具箱进行异步电机变频调速系统的建模。
首先需要建立电机的数学模型,包括电机的电气特性、机械特性和传感器特性等。
然后,在Simulink中建立闭环控制系统模型,包括电机模型、变频器模型和控制器模型等。
通过建立完整的系统模型,可以对异步电机变频调速系统进行仿真分析。
可以通过改变输入信号和参数,观察系统的动态响应和稳定性能,进而优化系统的控制策略和调速性能。
4.仿真与分析通过MATLAB对异步电机变频调速系统进行仿真与分析,可以得到系统的各项性能指标和特性曲线。
其中包括电机的转速-转矩特性曲线、电机的效率曲线、系统的响应时间和稳定性能等。
在仿真过程中还可以考虑不同的工况和负载情况,对系统进行多种工况的分析和评估。
通过对系统性能的综合分析,可以得到系统的优化方案和改进措施,提高系统的控制精度和能效性能。
摘要:随着电力电子技术的发展,异步电机以其在变频调速方面的优点开始显现出来了,相对于直流电机有更加广泛的应用本论文主要介绍了异步电机的工作原理以及异步电机的调速方法。
通过改变频率、改变电源电压、改变极对数等方法来改变电机的转速,我是通过改变电机频率来达到改变电机转速的目的,本文还介绍了变频器的原理和PWM(pulse width modulation)变频器的工作原理。
同时通过运用Matlab/simulink系统对异步电机转速调节进行了开环闭环的仿真。
本论文对电机转矩转速观察为开环系统,但是在闭环系统中通过使用Matlab/simulink对系统闭环进行设计仿真,实现了调速,并观察到了电机转速、转矩改变的图像,并且分析了解了异步电机转速改变的原因和仿真过程中的条件等。
关键词Matlab 异步电机变频调速仿真Abstract:With the development of power electronics, the advantage of the variable frequency speed in asynchronous machine is compared with the DC motor , it is more widely used.The principle of asynchronous machine and its way of speed governing is main discussed in this paper. The speed of electrical motor is changed by changing frequency voltage, and numbers of pole-p[airs. This paper is based on changing frequency of the electrical motor, the principle of frequency converter and working theory about PWM(pulse width modulation)is also presented. The open-loop and closed-loop simulation of speed governing with asynchronous machine is achieved through the use of Matlab/simulink system.The observation to electrical motor speed and torque in this paper is the open-loop system, in a closed-loop system, Matlab/simulink is used to design and similated the closed-loop system speed changing is realized, the changing plot of speed and torque about the electrical motor and observed the changing image of torque and the speed about the electrical motor, is observed. the reason why asynchronous machine speed changes and parameters a selection of call the component during the simulation are analyzed.Understanding of the principle of the induction motor and speed control methods, there are three main methods Speed: (1) changing the frequency, (2) change to slip (3) changes the very few. This paper has taken to change the frequency of the ways to achieve the purpose of speed. At the same time also understand the principle of the inverter, and its scope of application.Key words Matlab asynchronous machine Frequency Control Simulation目录第一章绪论 (1)第一节电气传动技术的发展概况 (1)第二节普通交流异步电动机变频调速调速范围的问题 (2)第三节交流异步电动机的调速方式 (3)一、转子回路串电阻或阻抗调速 (3)二、定子调压调速 (3)三、串级调速 (4)四、变极调速 (4)五、变频调速 (4)第四节关于matlab仿真的相关内容 (5)第二章异步电机运行基本原理及其调速方法以及变量控制 (6)第一节异步电机运行基本原理 (6)第二节异步电机的电压方程和等效电路 (6)第三节异步电机的功率方程和转矩方程 (8)第四节异步电机的调速方法 (10)一、变极调速 (10)二、变频变压调速 (11)三、改变转差率来调速 (12)第三章逆变器工作原理和控制及其应用 (14)第一节变频器的工作原理 (14)第二节变频器控制方式 (14)一、正弦脉宽调制(SPWM)控制方式 (15)二、电压空间矢量(SVPWM)控制方式 (15)三、矢量控制(VC)方式 (16)四、直接转矩控制(DTC)方式 (16)五、矩阵式交—交控制方式 (16)第三节简单的三种变频器控制方式 (17)第四节变频器的实际应用 (18)第五节正弦波脉宽调制(SPWM)变频器 (19)一、 SPWM变频器的工作原理 (20)二、 SPWM变频器的同步调制和异步调制 (21)第四章 MATLAB基于VVVF对异步电机的调速仿真实现 (24)第一节关于Matlab软件的应用与操作 (25)一、 PWM模块的组成与仿真 (25)二、电机模块的仿真 (27)三、输出观察模块的仿真 (29)第二节开环调速系统仿真 (30)第三节闭环调速系统仿真 (35)一、闭环调速Matlab仿真主模块 (36)二、控制环节模块 (37)三、仿真结果 (41)总结和展望 (46)参考文献 (48)第一章绪论异步电机的工作原理?异步电机调速又是怎么样的呢?目前主要引用在那几个领域呢?以及异步电机的仿真又是什么呢?又是怎么去仿真的呢?对这些问题的初步说明将是这篇论文所要叙述的。
异步电机调压调速系统的matlab仿真代码异步电机是一种常见的电动机类型,广泛应用于各个领域的工业控制系统中。
在工业生产中,对异步电机的调压调速系统进行仿真设计可以帮助工程师们更好地理解电机的工作原理,并且优化控制算法,提高电机的性能和效率。
本文将根据异步电机调压调速系统的需求,介绍如何使用Matlab进行仿真设计。
异步电机调压调速系统主要包括三个部分:电机模型、调速控制器和电源电压。
首先,我们需要建立电机的模型。
在Matlab中,我们可以使用Simulink来搭建电机模型。
在搭建电机模型之前,我们需要明确电机的参数,例如额定功率、额定转速、定子电阻、定子电感、转子电阻、转子电感等。
根据这些参数,我们可以使用Simulink中的“Synchronous Machine”模块来搭建电机模型。
通过调整模块的参数,我们可以设定电机的额定功率和转速。
此外,我们还可以通过添加噪声、扰动等,模拟电机在实际工况下的运行情况。
接下来,我们需要设计调速控制器。
常见的调速控制算法有PID控制、模糊控制、自适应控制等。
在Matlab中,我们可以使用Simulink中的“PID Controller”模块来实现PID控制算法。
在使用PID控制器模块之前,我们需要根据电机的特性调整控制器的参数,例如比例系数、积分时间和微分时间。
通过不断调整参数和观察仿真结果,我们可以优化控制器的性能,实现电机的稳定调速。
最后,我们需要模拟电源电压对异步电机的影响。
在实际应用中,供电电压的波动会对电机的转速和输出功率产生影响。
在Matlab中,我们可以通过添加波动的直流电压源来模拟这种影响。
通过调整电压源的幅值和频率,我们可以观察电压波动对电机转速和输出功率的影响。
这对于调压调速系统的设计和优化非常重要。
在完成上述步骤后,我们可以对整个异步电机调压调速系统进行仿真。
通过控制器和电源电压的输入,我们可以观察电机的转速、输出功率和电流等参数的变化情况。
异步电动机SPWM变频调速原理与仿真分析摘要在分析SPWM原理的基础上,利用MATLAB/SIMULINK软件构造了SPWM调速系统的仿真模型并说明了规则采样法的可行性。
该模型主要利用S-函数模拟自然采样法和规则采样法的控制规则并应用电力系统工具箱构建逆变桥和电机,能够比较好的模拟真实的系统并实现变频调速的功能。
通过对仿真结果的分析,对比自然采样法和规则采样法控制性能的差异,得出了规则采样法在工程实际中应用的可行性。
关键词:SPWM,异步电机,MATLAB,仿真,规则采样法,自然采样法The Simulation and Analysis of the Fundmental Principle of Asynchronous Motor SPWM Speed AdjustingABSTRACTBase on analizing SPWM principle, the SPWM velocity modulation system's simulation model has been constructed by using the MATLAB/SIMULINK software.After analizing the results of simulation,the feasibility of the regular sample law is given out. This model mainly uses the S- function analogue natural sampling law and the regular sampling method control rule and construct inverter and machine ,this model can simulate the real system and realize the frequency conversion velocity modulation function. The simulation results is given out in this paper, though analizing the simulation results and constrasting the difference of the control performance of natural sampling law and regular sampling,the application feasibility of the regular sampling law in the project has been obtained.KEYWORDS: SPWM ,aynchronous motor,MATLAB,simulation, regular sampling law, ntural sampling law目录摘要 (I)ABSTRACT .................................................................................................................................................... I I 1 绪论 (1)1.1交流调速系统的发展 (1)1.2交流调速系统的基本类型 (2)1.2.1 异步电动机调速系统的基本类型 (2)1.2.2 同步电动机调速的基本类型 (4)2 Siulink 仿真基础 (5)2.1 Simulink简介 (5)2.1.1 Simulink 启动 (5)2.1.2 Simulink 组成 (5)2.1.3 仿真过程 (6)2.2 Simulink 模块库简介 (6)2.3电力系统工具箱简介 (6)2.4 S-函数简介 (6)2.4.1 S-函数的基本概念 (6)2.4.2 S-函数的使用 (7)2.4.3 与S-函数相关的一些术语 (7)2.4.4 S-函数的工作原理 (8)2.4.5 编写M文件S-函数 (9)3 异步电动机变压变频调速系统 (11)3.1概述 (11)3.2变压变频调速的基本控制方式 (11)3.2.1 基频以下调速 (11)3.2.2 基频以上调速 (12)3.3异步电动机电压-频率协调控制时的机械特性 (12)4 PWM控制技术 (15)4.1 正弦脉宽调制原理及其优点 (15)4.1.1 SPWM原理 (15)4.1.2 SPWM的优点 (18)4.1.3关于SPWM的开关频率 (19)4.2 同步调制和异步调制 (19)4.2.1 异步调制 (19)4.2.2 同步调制 (19)4.2.3 分段同步调制 (20)4.3 SPWM波形的生成 (20)4.3.1 自然采样法 (20)4.3.2 规则采样法 (21)5 异步电动机SPWM变频调速仿真系统的设计 (23)5.1自然采样法系统的设计 (23)5.1.1 三角波的生成 (23)5.1.2 自然采样法SPWM 脉冲的生成 (25)5.1.3 直流电源 (25)5.1.4 逆变器的设计 (25)5.1.5 系统总框图的设计 (26)5.2 规则采样法系统的设计 (26)5.2.1 规则采样法脉冲的生成 (26)5.2.2 规则采样法系统总框图的设计 (28)5.3仿真分析 (28)5.3.1 额定转速(50HZ)的波形 (29)5.3.2 性能对比分析 (30)致谢 (36)参考文献 (37)1 绪论1.1 交流调速系统的发展[1]直流电气传动和交流电气传动在19世纪先后诞生。
基于MATLAB的异步电机变频调速系统的仿真与分析摘要:本文利用MATLAB软件对异步电机变频调速系统进行仿真与分析,通过建立模型、设计控制策略和进行性能评估,探讨了异步电机的调速系统在不同工况下的动态特性。
通过仿真分析,可以更好地理解异步电机的变频调速系统的工作原理和特性,并为实际应用提供理论参考。
一、引言异步电机是工业生产中常见的电动机之一,其主要应用在风机、水泵、输送带等设备中。
传统的异步电机是由交流电源直接供电,转速固定。
为了满足不同工况下的需求,提高系统的控制性能,现在常常采用变频调速技术来实现异步电机的调速。
变频调速系统可以通过改变电机的输入频率,来调节电机的转速和输出功率,实现对系统的精准控制。
二、异步电机变频调速系统的建模1. 异步电机的数学模型异步电机可以理解为一个轴对称的旋转电机,其运动方程可以简化为以下形式:\[T_{\text {电 }}=T_{\text {m机 }}-T_{\text {负载 }}-T_{\text {摩擦阻力 }}=J \cdot \frac{d \omega}{d t}\]T电表示电机的电磁转矩,Tm机表示电机的机械转矩,T负载表示负载转矩,T摩擦阻力表示摩擦转矩,J表示转动惯量,ω表示电机的角速度。
2. 变频调速系统的控制策略变频调速系统的控制策略一般包括速度闭环控制和电流矢量控制两部分。
速度闭环控制采用PID控制器,通过测量电机转速与给定转速进行比较,调节输出电压的频率和幅值,使电机实现闭环控制。
电流矢量控制则是根据电机的电流矢量和磁链方向,控制电机的输出电压和频率,实现对电机的精准控制。
3. 系统的建模与仿真为了进行仿真分析,需要建立异步电机变频调速系统的数学模型。
在MATLAB中,可以使用Simulink工具箱来进行建模。
通过搭建电机模型、控制算法和运动方程,可以建立完整的系统模型,并进行仿真实验。
三、仿真与分析1. 建立异步电机的模型需要建立异步电机的数学模型,并在Simulink中进行搭建。
基于MATLAB的异步电机变频调速系统的仿真与分析1. 引言1.1 研究背景异步电机是一种常见的电动机类型,在工业和家用电器中广泛应用。
随着电力系统的发展和电动机技术的进步,对异步电机的变频调速系统进行研究已成为一个热门领域。
变频调速系统可以根据实际需要调整电机转速,实现节能、精准控制和适应不同工况需求的目的。
随着现代工业的自动化程度不断提高,对电机的调速要求也越来越高。
传统的电压调速和机械调速方式已经无法满足实际需求,因此异步电机变频调速系统逐渐成为工业界的主流选择。
在此背景下,研究基于MATLAB的异步电机变频调速系统的仿真与分析具有重要意义。
通过对异步电机原理、变频调速系统设计和MATLAB仿真模型搭建等方面的研究,可以更好地了解和掌握这一技术,为实际应用提供理论支持和指导。
本文将对异步电机变频调速系统进行深入探讨,旨在为相关领域的研究和应用提供有益的参考和借鉴。
1.2 研究意义异步电机是工业中常用的电动机之一,其性能直接影响到生产效率和能源消耗。
变频调速系统能够实现电机转速控制,提高电机的运行稳定性和效率,减少能耗,降低维护成本。
基于MATLAB的异步电机变频调速系统的仿真与分析具有重要的研究意义。
通过仿真可以快速、灵活地模拟电机的工作情况,预测电机在不同工况下的性能表现,为设计和优化电机调速系统提供有力的依据。
通过仿真分析可以深入了解变频调速系统在不同参数和工况下的工作特性,为实际应用中的系统调试和优化提供指导。
对异步电机变频调速系统的研究可以推动电机控制技术的发展,促进工业生产的智能化和节能化,具有重要的社会和经济意义。
基于MATLAB的异步电机变频调速系统的仿真与分析不仅具有理论研究意义,还具有实际应用价值,对推动电机控制技术的发展和提高工业生产效率具有重要意义。
1.3 研究目的研究目的是为了探讨基于MATLAB的异步电机变频调速系统的仿真与分析,从而更深入地了解异步电机的工作原理和变频调速系统的设计方法。