毕业设计方案基于的交流电动机调速系统仿真.doc

1 绪论 课题研究背景及目标 1.1.1 研究背景 直流调速系统关键优点在于调速范围广、静差率小、稳定性好和含有良好动态性能。在相当长时期内，高性能调速系统几乎全部是直流调速系统。尽管如此，直流调速系统却处理不了直流电动机本身换向和在恶劣环境下不适应问题，同时制造大容量、高转速及高电压直流电动机也十分困难，这就限制了直流拖动系统深入发展。 交流电动机自1985年出现后，因为没有理想调速方案，所以长久用于恒速拖动领域。20世纪70年代后，国际上处理了交流电动机调速方案中关键问题，使得交流调速系统得到了快速发展，现在交流调速系统已逐步替换大部分直流调速系统。现在，交流调速已含有了宽调速范围、高稳态精度、快动态响应、高工作效率和能够四象限运行等优异特征，其稳、动态特征均能够和直流调速系统相媲美。 和直流调速系统相比，交流调速系统含有以下特点： 容量大； 转速高且耐高压； 交流电动机体积、重量、价格比相同容量直流电动机小，且结构简单、经济可靠、惯性小； 交流电动机环境使用性强，坚固耐用，能够在十分恶劣环境下使用； 高性能、高精度新型交流拖动系统已达同直流拖动系统一样性能指标； 交流调速系统能显著节能； 从各方面看，交流调速系统最终将替换直流调速系统。 研究目标 本课题关键利用MATLAB-SIMULINK软件中交流电机库对交流电动机调速系统进行仿真，由仿真结果图直接认识交流系统机械特征。本文关键对三相交流调压调速系统进行仿真研究，认识PID调整器参数改变对系统性能影响，认识该系统动态及静态性能优劣及适用环境。 1.2 文件综述 在实际应用中，电动机作为把电能转换为机械能关键设备，一是要含有较高机电能量转换效率；二是应能依据生产机械工艺要求控制和调整电动机旋转速度。电动机调速性能怎样对提升产品质量、提升劳动生产率和节省电能有着直接决定性影响。所以，调速技术一直是研究热点[1][2]。而交流调速系统凭着其绝正确优势，最终必将替换直流调速系统[3]。 近几年来，科学技术快速发展为交流调速技术发展发明了极为有利技术条件和物质基础。交流电动机调速系统不仅性能同直流电动机性能一样，而且成本和维护费用比直流电动机系统更低，可靠性更高[4]。现在，国外优异工业国家生产直流传动装置基础呈下降趋势，交流变频调速装置生产大幅度上升。在日本，1975年在调速领域，直流占80%，交流占20%；1985年交流占80%,直流占20％[5]。到现在为止，日本除了部分地方还继续采取直流电机外，几乎全部调速系统全部采取变频装置[6][7]。 计算机仿真技术在交流调速系统应用，使得对交流调速性能分析和研究变更为方便。传统计算机仿真软件包用微分方程和差分方程建模，其直观性、灵活性差，编程量大，操作不便。伴随部分大型高性能计算机仿真软件出现，实现交流调速系统实时仿真能够较轻易地实现[8]。如：matlab软件已经能够在计算机中全过程地仿真交流调速系统整个过程。matlab语言很适合于交流调速领域内仿真及研究，能够为一些问题处理带来极大方便并能显著提升工作效率。伴随新型计算机仿真软件出现，交流调速技术必将在成本控制、工作效率、实时监控等方面得到长足进步[9][10]。 交流调速技术发展到今天，相对而言已经比较成熟，在工业中得到了广泛应用，不过伴随部分新电力电子器件和部分新控制策略出现，工业应用对交流调速系统又提了新要求，现代交流电机调速技术研究和应用前景十分宽广。 20世纪80年代中期研制开发出一个新型交流调速系统——开关磁阻电动机调速系统，它将新型电机、现代电力电子技术和控制技术融为一体，形成一个经典机电一体化调速系统。因为它在效率、调速性能和成本方面全部含有一定优势，已成为现代电力拖动一个热门课题，将会在调速领域占有一席之地。 交流调速控制策略多年来发展很快速，诸如转差矢量控制，自适应控制（磁通自适应、断续电流自适应、参数自适应等模型参考自适应控制），状态观察器（磁通观察器、力矩观察器等），为赔偿速度降以提升精度前馈控制，以节能、平稳、快速等为目标函数优化控制，线性二次型积分控制，滑模变结构控制，直接转矩控制及模糊控制等已见诸中国外相关文件及杂志中[11][12][1]。 1.3 论文关键工作 1.分析多种调速系统在实际利用中优缺点，分析多种调速方法适用场所。 2.关键分析掌握三相交流调压调速原理，机械特征等，然后对其进行MATLAB仿真实现，经过修改系统各部分参数，能够输出稳定波形。依据示波器输出结果，对系统性能进行分析。 1.4 论文章节安排 第一章 绪论：关键介绍本课题研究背景和研究内容，和交流调速系统在中国外发展和前景展望；介绍了文章关键工作安排和论文章节安排。 第二章 交流调速系统：比较交流调速系统多种调速方案，关键分析了交流调压调速系统原理及机械特征