异步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统仿真指导书一、实验目的：⒈深入理解异步电动机的矢量控制策略。⒉了解基于MATLAB仿真实现异步电动机矢量控制变频调速系统的构成。⒊掌握异步电动机矢量控制系统的分析、设计、调试方法。二、实验开发设计原理：（1）本实验的异步电机FOC交流调速控制系统总框图如下图所示：AψRACMRrASRACTR反旋转变换2r/2sSVPWM控制M~3/2变换AiBi旋转变换2s/2r转子磁链计算sisismistisisiFBSrsmistismustususu图1异步电机FOC交流调速控制系统框图采用双闭环结构，空间矢量脉宽调制（SVPWM）控制策略，内环是调节电流的电流环，外环是调节转速的转速环，都采用PI控制调节。（2）程序设计内容本实验的程序设计主要包含以下模块：Clark-Park变换模块；转子磁链位置计算模块（磁通观测定向）；速度PI调节器模块；转矩电流PI调节器模块；励磁电流PI调节器模块；磁链PI调节器模块；Park逆变换模块；svpwm模块。三、仿真设计举例：鼠笼异步电动机铭牌数据为：额定功率kWPN3，额定电压V380NU，额定电流A9.6NI，额定转速min1400rnN，额定频率zfNH50，定子绕组Y联接。由实验测得定子电阻85.1sR，转子电阻658.2rR，定子漏感H0102.0lsL，电感H294.0sL，转子漏感H006.0lrL，转子自感H2898.0rL，定、转子互感H2838.0mL，转子参数已折合到定子侧，系统的转动惯量21284.0mkgJ，初始转差率s=1。设计三相电流闭环控制的矢量控制系统。用MATLAB仿真软件，建立异步电动机的仿真模型（参考exercise6_4_0）。解：由题知：额定转速min1400rnN，额定频率zfNH50，则电动机极对数2pn，额定转速)(6.146602sradnNm；)(2.293sradnmp；设三相正弦对称电流)100sin(758.9)2sin(ttfIiNmA、)32100sin(758.9)322sin(ttfIiNmB、)32100sin(758.9)322sin(ttfIiNmC，)100cos(951.11)100sin(951.11)322sin()322sin()2sin(232302121132tttfItfItfIiiNmNmNmss转子电磁时间常数)(109.0658.22898.0sRLTrrr，电动机稳定运行在额定工作状态时rrsmrrrsmrTiLTiL，得)100cos(1060.0)100sin(0033.0109.02.2931)100cos()951.11(2838.0109.02.293)100sin(951.112838.012222ttttTiLTiLrsmrsmr)100sin(1060.0)100cos(0033.0109.02.2931)100sin(951.112838.0109.02.293)100cos()951.11(2838.012222ttttTiLTiLrsmrsmr)100(cos1060.0)100cos()100sin(0006996.0)100(sin0033.022222ttttr)100(sin1060.0)100cos()100sin(0006996.0)100(cos0033.022222ttttr1061.01060.00033.02222rrr)100sin(9991.0)100cos(0311.01061.0)100sin(1060.0)100cos(0033.0sinttttrr)100cos(9991.0)100sin(0311.01061.0)100cos(1060.0)100sin(0033.0costtttrr)(9402.113717.09991.00311.0951.11)100cos()100sin(cossinsincos951.11cossinsincosAttiiiissstsm1、ACR（电流调节器）按典型I型系统设计由课本《运动控制系统》P179式（6-81）知异步电动机的传递函数为：1sLsX。其中2222=1srrmmrsrRLRLLXLLL，，令slLLXRTLR，，。11lRTs1vsKTsiCRi_11oiTs图2电流环传递函数框图图中电流调节器ACR采用PI调节器，其传递函数可写成(1)pcACRcKsWs电流环的开环传递函数为(1)11(1)(1)pcvopccsloiKsKRWsTsTsTs由工程设计法P80，知sT和oiT一般比lT小得多，可以当做小惯性群而近似的看做是一个惯性环节，其时间常数为isoiTTT。所以选择clT，便校正成典型I型系统，因此(1)(1)pvCopcciiKKKWRsTssTs，其中：pvCcKKKR；一般情况下，希望超调量%5i，可选择707.0，0.5CiKT，则12CiKT。式中vK为逆变器放大倍数3dcvUK，dcU（600V）为逆变器直流侧电压；sT为PWM周期取0.0001s；考虑到电磁时间常数=0.0036seclTLR，电流闭环控制等效为一阶惯性环节11111iCTssK，其时间常数取Ti=0.001sec，电流环按典型二型系统设计，1=0.0005sec2iiTT，因此选择oiT为电流滤波器时间常数0.0004secoiT。所以电流环的PI参数：cCpvRKKK，clTLR，picKK。代入参数得电流滤波逆变器异步电机0.0164.412500.057=0.003615.8CpciLRKKK，，，，，。2、ASR（速度调节器）按典型II型系统设计由工程设计法P82知，电流环在转速环中等效为一阶惯性环节11111iCTssK。11sTirmpLLnJsnp*stistieTLT_rASR*_11on...
