交流電動機(jī)變頻調(diào)速

交流電動機(jī)變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)一、預(yù)習(xí)報(bào)告實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握坐標(biāo)變換的思路及方法。2、熟悉并掌握異步電動機(jī)在正交坐標(biāo)系上的動態(tài)數(shù)學(xué)模型。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基于穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型的異步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)雖然能夠在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速，但是對于數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、載客電梯等需要高動態(tài)性能的對象，要實(shí)現(xiàn)高動態(tài)性能的調(diào)速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)，必須根據(jù)異步電動機(jī)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型來設(shè)計(jì)。而異步電動機(jī)三相原始動態(tài)模型相當(dāng)復(fù)雜，分析和求解這組非線性方程十分困難，故實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)予以簡化，基本方法就是坐標(biāo)變換,其思路是將交流電動機(jī)的物理模型等效的變換成類似直流電動機(jī)的模型，以簡化其分析和控制。而三相繞組可以用相互獨(dú)立的兩相正交對稱繞組等效代替，等效的原則是產(chǎn)生的磁動勢相等。3/2變換將三相繞組等效為互相垂直的兩相繞組，從而消除了定子三相繞組、轉(zhuǎn)子三相繞組的相互耦合，減少了狀態(tài)變量的維數(shù)，簡化了定子和轉(zhuǎn)子的自感矩陣。旋轉(zhuǎn)變換改變了定、轉(zhuǎn)子繞組間的耦合關(guān)系，消除了定、轉(zhuǎn)子間夾角θ對磁鏈和轉(zhuǎn)矩的影響。在αβ坐標(biāo)下，狀態(tài)變量的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如下：二、實(shí)驗(yàn)報(bào)告參數(shù)Rs=1.85,Rr=2.658,Ls=0.2941H,Lr=0.2898H,Lm=0.2838H,J=0.1284Nms2,np=2,UN=380V,fN=50Hz，Rt=(Rs*Lr*Lr+Rr*Lm*Lm)/(Lr*Lr)實(shí)驗(yàn)圖1、異步電動機(jī)仿真模型如下：2、3/2變換模塊子系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下：3、2/3變換模塊子系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下：4、αβ坐標(biāo)系異步電動機(jī)仿真模型如下：實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖1、異步電動機(jī)穩(wěn)態(tài)電流的仿真結(jié)果如下圖：(1)(2)由于是全壓啟動，存在較大的啟動電流，電流很快達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，加入負(fù)載轉(zhuǎn)矩后，很快達(dá)到新的穩(wěn)定，而電流穩(wěn)定值與設(shè)定值一致。2、異步電動機(jī)空載起動和加載過程的轉(zhuǎn)速仿真結(jié)果如下圖：(1)（2）由圖可看出，轉(zhuǎn)速迅速達(dá)到穩(wěn)定，在施加轉(zhuǎn)矩負(fù)載后，轉(zhuǎn)速下降，有輕微的振蕩，達(dá)到新的平衡。實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析在分析異步電動機(jī)的物理模型后，建立異步電動機(jī)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型，然后推到出靜止兩相坐標(biāo)系上的狀態(tài)方程和轉(zhuǎn)矩方程，利用仿真工具把數(shù)學(xué)方程轉(zhuǎn)變?yōu)槟Ｐ?。運(yùn)行異步電動機(jī)的仿真模型，可觀察到異步電動機(jī)穩(wěn)態(tài)電流曲線，以及在空載啟動和加載情況下轉(zhuǎn)速的變化曲線。前者是正弦曲線，后者是先上升，后趨于恒定值的曲線。同時(shí)分析各個(gè)變量之間的變化關(guān)系，進(jìn)一步了解異步電動機(jī)的運(yùn)行特性。設(shè)置仿真參數(shù)時(shí)，若參數(shù)不合理，則觀察不到正確的波形；異步電動機(jī)的參數(shù)也很關(guān)鍵，