第36卷 第2期

2001年4月

西 南 交 通 大 学 学 报Vol.36 No.2

Apr.2001JOURNALOFSOUTHWESTJIAOTONGUNIVERSITY

文章编号:0258-2724(2001)02-0140-04

三相交流异步电动机

建模及仿真研究

耿 标1, 解宏基2, 任 光2

(1.大连机车车辆厂,辽宁大连116021;2.大连海事大学,辽宁大连116026)

摘要:针对三相异步电动机矢量控制系统研制的要求,建立了在静止坐标A和B系统中异步电机的数学模型,研制了电机实时仿真系统,并对仿真系统的软硬件进行了说明。应用该仿真系统对一种实际电机进行仿真,仿真结果与实验数据比较,验证了数学模型的正确和仿真系统的实用性。关键词:异步电动机;仿真;矢量控制中图分类号:TM346+.2;TP391.9

文献标识码:A

ModelingandSimulationofThree-PhaseAsynchronousMotors

GENGBiao1,

China)

XIEHong-ji2,RENGuang2

(1.DalianLocomotiveandRollingStockFactory,Dalian116021,China;2.DaliangMaritimeUniversity,Dalian116026,

Abstract:Amodelforthree-phaseasynchronousmotors,whichisinastaticcoordinatesystem,isproposedtodevelopavectorcontrolsystemforthree-phaseasynchronousmotors.Thehardwareandsoftwareofthesimulatingsystemarediscussedindetail.Theparametersofanactualmotoraretakenforthesimulationwiththesimulatingsystem.Theexactnessandpracticalityareverifiedbycomparingtheresultsofsimulationandthoseofexperiments.

Keywords:asynchronousmotors;simulation;vectorcontrol

异步电动机是一个复杂的,内部存在着各种耦合关系的多变量、非线性系统。其调速系统控制的关键在于解耦,矢量控制理论

[1]

正是应这一要求而引入交流电机控制中,对电压、电流以及它们产生的磁势、磁

链的瞬间值进行控制,并且能够实现磁通和转矩的解耦,使电机的动、静态性能大大提高。对于电机矢量控制系统的研究,传统的解析方法是无能为力的。构造真实的物理系统,由实验来分析研究,不但周期长、投资大,而且不宜分析系统的各种性能,因此采用数字仿真的方法是必要的。

1 异步电动机数学模型

本仿真系统主要是针对异步电机矢量控制交-直-交电压型变频调速系统而设计的。矢量控制是对电机参数的瞬时值进行控制,因此要求电机的数学模型必须精确反映实际电机的动态特性。矢量控制中实际电机的输入信号仅为三相调制电压SPWM信号,频率信号蕴含在电压信号中。为了真实精确反映实际电机动态性能并实现半实物仿真,电机的数学模型中,只能以SPWM信号为输入已知量,因此输入电压频率信号不能独立出现在数学模型的公式中。考虑上述要求,采用静止坐标A和B系统中异步电机的数学模型

[1]

,三相鼠笼型异步电动机电压方程为(转子短路uA2=uB2=0)

收稿日期:2000-08-18

),.