基于SVPWM的异步电机矢量控制系统的仿真

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3.0 李琳琳 2024-10-14 6 4 197.06KB 4 页 15积分

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第２４卷　第ｏ４期　计　算　机　仿　真　２００７年ｏ４月　

文章编号：１００６—９３４８（２００７）０４—０３２２—０４　

基于ＳＶＰＷＭ的异步电机矢量控制系统的仿真　

摘要：首先阐述了空间矢量脉宽调制技术应用于交流感应电机矢量控制系统的基本原理，在此基础上讨论了间接转子磁场　

定向电压注人型矢量控制系统的实现方案，基于ＭＡＴＬＡＢ／ＳＩＭＵＬＩＮＫ构建了这种矢量控制系统的仿真模型并进行了深人　

的仿真研究。仿真结果表明了模型的正确性，并验证了该文所建立的调速系统可以实现感应电机产生转矩的电流分量和产　

生磁通的电流分量之间的解耦控制，使感应电机获得与他励直流电机一致的瞬态响应特性，实现了对负载扰动和参考值变　

化的快速响应。　

关键词：异步电机；空间矢量脉宽调制；矢量控制；系统仿真　

中图分类号：ＴＭ３０１．２　文献标识码：Ａ　

Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｖｅｃｔｏｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　

ｏｆ　Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＳＶＰＷＭ　

（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ＆Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４０００５０，Ｃｈｉｎａ）　

ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｐａｃｅ—ｖｅｃｔｏｒ　ｐｕｌｓｅ　ｗｉｄｔｈ　ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＳＶＰＷＭ）　

ｅｍｐｌｏｙｅｄ　ｉｎ　ＡＣ　ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｖｅｃｔｏｒ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｎ　ｔｈｅ　ｓｃｈｅｍｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｄｉｒｅｃｔ　ｒｏｔｏｒ—ｆｌｕｘ —ｏｒｉｅｎｔｅｄ　

ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ａ　ｖｏｌｔａｇｅ — ｓｏｕｒｃｅ　ｉｎｖｅ￣ｅｒ — ｆｅｄ　ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｄｒｉｖｅ　ｉｓ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ａ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌ　ｉｓ　

ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ　ｕｎｄｅｒ　ＭＡＴＬＡＢ／ＳＩＭＵＬＩＮＫ　ａｎｄ　ｍａｎｙ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ａｒｅ　ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ　ｔｏ　ｖｅｒｉｆｙ　ｔｈｅ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　

ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｖｅｃｔｏｒ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｄｒｉｖｅ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｔｈｅ　ｖａｌｉｄｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｄｅｌ，ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｗｉｔｈ　

ｔｈｉｓ　ｖｅｃｔｏｒ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｍａｃｈｉｎｅｓ，ｔｈｅ　ｔｏｒｑｕｅ — ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ　ａｎｄ　ｆｌｕｘ — ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ　ｃｕｒｒｅｎｔ　

ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ａｒｅ　ｄｅｃｏｕｐｌｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｉｅｎｔ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｒｅ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｔｏ　ｔｈｏｓｅ　ｏｆ　ａ　ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ　ｅｘｃｉｔｅｄ　

ＤＣ　ｍａｃｈｉｎｅ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ａｄａｐｔｅｄ　ｔｏ　ａｎｙ　ｌｏａｄ　ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓ　ａｎｄ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｖａｌｕｅ　ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ　ａｓ　ｆａｓｔ　ａｓ　ＤＣ　

ｍａｃｈｉｎｅ．　

ＫＥＹＷＯｌｉＤＳ：Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｍａｃｈｉｎｅ；ＳＶＰＷＭ；Ｖｅｃｔｏｒ　ｃｏｎｔｒｏｌ；Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　

１　引言　

２０世纪７０年代，德国的Ｂｌａｓｃｈｋｅ、Ｂａｓｓｅ和Ｌｅｏｎｈａｒｄ等人　

提出了感应电机的矢量控制技术，经过多年的发展，该技术　

在以往只有直流调速系统的高性能调速领域中获得广泛的　

应用，并逐渐占据主导地位。　

ＰＷＭ技术是电力电子变换器最基本的控制策略，然而，　

ＰＷＭ技术存在着直流电压利用率、谐波、开关频率之间固有　

的矛盾，难以同时优化，因而出现了各种ＰＷＭ技术。使用正　

弦脉宽调制（ＳＰＷＭ）来控制电机系统，电路结构简单，成本　

较低，但系统性能不高，电压利用率不高，谐波成分较大。近　

基金项目：重庆市自然科学基金资助项目（ＣＳＴＣ２００５Ｂ１１６０７６）　

收稿日期：２

００６—

０

９—２２修回日

期：２

００

６—１

１

—２９　

・－－－— — ３２２・－－－——　

年来电机的空间矢量理论被引入电机控制系统中，形成了空　

间矢量脉宽调制技术（ＳＶＰＷＭ），其原理是就是利用逆变器　

各桥臂开关控制信号的不同组合，使逆变器的输出空间电压　

矢量的运行轨迹尽可能接近圆形。ＳＶＰＷＭ与常规的ＳＰＷＭ　

相比，能明显减小逆变器输出电压的谐波成分，降低脉动转　

矩，而且有较高的电压利用率，更易于数字实现　，因而在交　

流感应电机控制中，应用前景十分看好。　

本文将结合ＳＶＰＷＭ控制技术和异步电机矢量控制的特　

点，

提出了一种基于ＭＡＴＬ

ＡＢ／

ＳＩＭＵＬＩＮ

Ｋ空间矢量脉宽调制　

技术实现方式，建立了间接转子磁场定向电压注入型矢量控　

制系统仿真模型，仿真结果表明不但模型是正确的，而且系　

统具有良好的鲁棒性和快速性，为下一步该系统的ＤＳＰ数字　

化设计打下基础。　

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摘要：

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