异步电机矢量控制变频调速系统的研究与设计

本文以异步电机矢量控制变频调速系统为研究对象,对其中若干项关键技术进行了研究与分析,主要工作为: 1.分析了转子磁链观测在矢量控制中的重要性,以及转子磁链观测方法。对电压型转子磁链观测器中的纯积分器引起的问题进行了分析与仿真,重点研究了采用低通滤波器替代纯积分器,并从输出引反馈补偿的解决方案。在此基础上提出了一种改进方法,使观测算法适用于磁链变化场合。 2.归纳了异步电机变频调速系统中的常用脉宽调制技术,对电压空间矢量脉宽调制SVPWM进行重点研究。SVPWM在矢量控制中的算法实现分为三个步骤:扇区定位、基本电压矢量作用时间计算和各相PWM比较阈值计算,对算法进行了详细的理论推导。提出直流母线电压波动对矢量控制中SVPWM的影响,并进行了仿真分析。 3.对矢量控制变频调速系统中采用有名值运算与标幺值运算进行了对比分析。详细研究了异步电动机数学模型的标幺化方法、基本物理量及其基值的选取以及异步电机在MT坐标系中的标幺化模型,奠定了标幺化矢量控制基础。并对坐标变换中的标幺化问题进行了深入分析。 4.在标幺化矢量控制中,电压电流采集信号的标幺化处理是首要环节,研究了采集信号标幺化处理的硬件和软件设计方法。 5.对异步电机矢量控制变频调速系统进行软、硬件设计,在实验设备上验证了基于异步电机标幺化数学模型的矢量控制算法。并提出一种便于记录被观测物理量变化曲线的方法,使系统特性的研究与分析工作更加简单直观。