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摘 要

交流调速已具备了宽调速范围、高稳态精度、快动态响应、高工作效率以及可以四象限运行等优异特性，已经逐步取代大部分直流调速系统。本设计介绍了交流调速系统的基本概况及其研究意义，同时提出了本次设计所需要研究和解决的问题，接着对系统各部分所需器件进行比较、选择并进行总体设计，然后采用工程设计方法对闭环交流调压调速系统进行辅助设计，进行参数计算和近似校验，最后运用MATLAB-SIMULINK软件中的交流电机库对交流电动机调速系统进行仿真。

Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。

关键词：闭环 交流调速 调压调速 Simulink仿真

Three-phase ac motor closed-loop regulating speed control system based on Matlab design

Abstract

The ac speed regulation has wide speed range、high steady state accuracy、fast dynamic response、high efficiency and excellent properties can four quadrant operation etc, has gradually replaced most of dc speed regulating system. This design introduced the basic situation of the ac speed regulation system, and the research significance.This design at the same time put forward the need to study and solve the problem. Then the various parts for the system components、select and carry on the overall design. And then the engineering design method of closed loop ac speed regulating system for cad. Parameters are calculated and the approximate calibration. Finally the use of MATLAB-SIMULINK software alternating current (ac) in the hangar for ac motor speed control system simulation.

Simulink is one of the most important component of MATLAB. It provides a dynamic system modeling, simulation and comprehensive analysis of the integration of the environment. Simulink area wide suitability、clear structure and the process and the simulation precision、close to the actual、the advantages of high efficiency and flexible. And based on the above advantages of Simulink has been widely applied in the control theory and complex simulation and design of digital signal processing.

Key word: Closed loop ; AC speed regulation ; Regulating speed ;

Simulink simulation

目 录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1课题研究背景和意义 1

1.1.1交流调速系统的背景 1

1.1.2课题研究的意义 2

1.2课题的任务及解决方法 2

1.3论文的结构 3

第二章 交流调速系统 4

2.1交流电机常用的调速方案及其性能比较 4

2.2三相交流调压调速系统 5

2.2.1三相交流调压电路 5

2.2.2调压调速原理 6

2.3闭环控制的交流调速系统 7

2.3.1转速闭环调速系统的组成 7

2.3.2稳态结构图和静特性 8

第三章 电路参数计算 10

3.1系统主电路的参数计算 10

3.2根据系统方块图进行动态计算 10

3.3调节器的设计参数计算 11

3.3.1转速调节器的参数计算 12

第四章 闭环交流调压调速系统的仿真 15

4.1系统建模和各模块参数设置 15

4.1.1主电路的建模和参数设置 15

4.1.2 控制电路的建模和参数设置 21

4.1.3 系统仿真参数的设置 23

4.1.4 异步电机闭环调压调速系统仿真模型 24

4.2 仿真的结果及分析 26

第五章 总结 28

参考文献 29

致谢 31

第一章 绪论

1.1课题研究背景和意义

1.1.1交流调速系统的背景

19世纪中叶,直流电力拖动和交流电力拖动先后诞生。在20世纪前半叶，交流电动机被运用在大部分的电力拖动系统中，只有少部分的可调速拖动系统采用直流电动机。20世纪后半叶，随着社会的发展，电力电子技术和微电子技术逐渐成熟起来，这就为新一代交流调速系统的兴起与发展创造了有利的条件，到此时，直流调速系统一统天下的格局被打破。进入21世纪后，用交流调速系统取代直流调速系统已成为了不争的事实^[1]。导致这种变化的原因主要有：交流调速系统可以实现节能调速，也可以满足大容量、高转速电驱动的需要，还可以满足高可靠性和长寿命的要求^[2]。

目前，交流调速系统已经具备了调速范围宽、稳态精度高、动态响应快、工作效率高以及在四象限都能够运行的特点，其稳态特性和动态特性与直流调速系统相比有过之而无不及^[2]。交流调速系统主要应用于以下三个方面：①一般性能的节能调速系统；②高性能的交流调速系统和伺服系统；③容量特大、转速极高的交流调速系统。

交流调速控制技术的发展，尤其是电力电子技术的发展和微处理器技术的进步，使得交流调速系统在生产生活中得到广泛应用。可以毫不夸张的说，交流调速技术的发展依赖于电力电子技术的发展，或者说电力电子技术的发展贯穿在整个交流调速发展过程中^[13]。

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