转速开环恒压频比控制的交流异步电动机调速系统

2008级电气工程与自动化专业课程设计论文

升高频率调速时，最大转矩随频率升高而减小，最大转矩对应的转速降落

越起效，如图2所示，基频以上变频调速时异

为常数。但是越高，最大转矩

步电动机的电磁功率为

（5）

在异步电动机的转差率s 很小时，式(5)中的均可以忽略，即基

频以上变频调速时异步电动机的电磁功率近似为由式(6)知，在变频调速过程中，若保持近似认为

不变，即恒功率调速。

（6）

不变，转差率s 变化也很小，故可以

3仿真过程

综合以上分析，制定出U-f 曲线如图3 所示.

5

转速开环恒压频比控制的交流异步电动机调速系统

关系式为 ，式中是电动机额定电压，是电动机额定频率，

是初始电压补偿值. 那是因为如果频率较低，定子阻抗压降所占比重较大，电动

机难以保持气隙磁通不变，电动机的最大转矩将随着频率的下降而减小. 为了使电动机在低频低速时仍有较大的转矩，需要低频补偿电压以提高定子电压. 恒压频比变频调速系统原理图如图4 所示，

系统由升降速时间设定、U-f 曲线、SPWM 调制和驱动等环节组成。其中升降速时间设定用来限制电动机的升频速度，避免转速上升过快而造成电流和转矩的冲击，相当于软起动的作用。 U-f 曲线用于根据频率确定相应的电压，以保持压频比不变，并且低频时进行适当的电压补偿。SPWM 和驱动环节将会根据频率和电压要求产生按正弦脉宽调制的驱动信号，控制逆变器以实现电动机的变压变频调速。根据实验原理图在Matlab软件环境下查找器件、连线，接成入上图所示的线路图。 3.1、 具体步骤 a、点击

图标，打开Matlab软件，在工具栏里根据提示点击

里的new

，再点击matlab

help，打开一个对话框，点击

的新文件。

model，创建一个文件头为

6

2008级电气工程与自动化专业课程设计论文

b、点击工具栏的，打开元器件库查找新的元器件。

图5

如果不知在哪里找到元器件，可以在即可查找。

3.2、所用元器件及其参数设置

转速开环变频调速系统的仿真MATLAB/SIMULINK 模型如下图所示。其中给定积分器(GI，GivenIntegrator)的模型如图7 所示，对它设定恰当的积分时间常数可以控制频率上升的速率，从而设定电动机的起动时间. 给定积分器后接取整环节(integer)使频率为整数. U-f 曲线、三相调制信号ua、ub、uc 均由Fcn模块产生

里输入元器件的名称，键入ENTER

7

转速开环恒压频比控制的交流异步电动机调速系统

图6 转速开环恒压频比控制的交流异步电动机调速系统结构图

图7给定积分器(GI，GivenIntegrator)的模型图

a.DC Voltage Source(直流电源)

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图8 直流电源参数设置图

电压值设置为514V

b．Universal Bridge（多功能桥式电路）

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