异步电机仿真

武汉理工大学《运动控制系统》课程设计说明书

图4-4 转子磁链和角度计算结构图

在此次设计中，由于电动机模型是根据两相静止αβ坐标系下的数学模型建立，在仿真设计中加入了静止两相——旋转正交变换（2s/2r变换）和旋转——静止两相正交变换（2r/2s变换），其MATLAB仿真结构图如图4-5所示。

1

Isa2Isb3Fief(u)alphaFun1Ismf(u)alphaFun12Ist图4-5 2s/2r变换结构图

4.3 PI调节器设计

本次仿真设计中的调节器都是采用PI调节器，其传递函数为；

WACR(s)?

Ki(?is?1)?is （4-3-1）

Ki — 电流调节器的比例系数；

?i — 电流调节器的超前时间常数。 同时其传递函数也可写为：

WASR(s)?Kp?(4-3-2)

其PI调节器的MATLAB仿真结构图如图4-6所示。而且此PI调节器是带了限幅的。根据MATLAB的仿真图形，不断改进PI调节器和Kp和Ki。最终得到的各种调节如下。

1磁链调节器APsirR，其结构图如图4-6所示。其中Kp=10，Ki=15,输出限幅值

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-5~5。其中磁链给定为1.2。

2Psir*1PsirAdd1kikpGain1sAdd2Saturation1Ism*Gain2Integrator1

图4-6 APsirR调节器

2 转速调节器 ASR,其结构图如图4-7所示。其中Kp=15，Ki=10,输出限幅值-80~80。其中转速根据电机的额定转速1400 r/min得到对应w给定为146.6。

1W*Add12WkikpGain1sAdd2Saturation1Ist*Gain2Integrator1图4-7 ASR调节器

3 两个电流调节器ACMR和ACTR，其结构图和上面一样，就是参数不同。ACMR和ACTR的分别为5,15输出限幅值-300~300。

图4-8 电流调节器ACMR和ACTR仿真结构图

Kp，Ki和5,15。

为

5 仿真结果

5.1 电机定子侧的电流仿真结果

电机定子侧的电流（Isa&Isb）仿真结果如图5-1和5-2所示。由仿真结果可

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知:空载起动时，定子电流基本稳定不变，成正弦变化。在t=4.6s突加负载后，电流仍成正弦变化，幅值变大，但基本保持稳定。

图5-1 电机定子侧的电流仿真

图5-2 电机定子侧的电流仿真放大波形图

5.2 电机输出转矩仿真结果

电机输出转矩Te的仿真结果如图5-3所示。结果表明，电机在空载启动时，

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输出转矩会有一个突变到较大值，随着电机的启动输出转矩减小直至为0并稳定运行。在突加负载后，通过系统的闭环控制，使得电机输出转矩突增并超过给定负载转矩一定值，以保证电机正常运行，逐渐稳定后输出转矩回落到给定值，输出转矩等于负载转矩，电机稳定运行。

图5-3 电机输出转矩Te仿真图 图5-4 转子磁链Psir仿真结果