三相异步电动机的建模与仿真_开题报告 (2)

一、文献综述

作电动机运行的三相异步电机。三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而产生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。

与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。

由于直流调速的局限性和交流调速的优越性,以及计算机技术和电力电子器件的不断发展,交流异步电动机变频调速技术正在快速发展之中。目前广泛研究应用的交流异步电动机调速技术有恒压频比控制方式，矢量控制，直接转矩控制等。本^范文中所讨论的异步电动机调速技术叫做空间矢量脉宽调制方法(SVPWM)。相对于直接转矩控制,它有可连续控制,调速范围宽等显著优点。

本文首先对交流异步电动机的数学模型的建立进行了详细的分析和阐述，通过对交流异步电动机的动态电磁关系的分析以及坐标变换原理概念的介绍，逐步引出了异步电动机的数学模型和在不同坐标系上的数学模型表达方程式，指出了异步电动机的模型特点是一多变量、强藕合的非线性系统。采用MATLAB /SIMULINK软件包,实现异步电动机动态数学模型的仿真。仿真研究显示,该方法简洁、方便、实时交互性强,能充分融合到其它控制系统中,并具有良好地扩展性。

其次阐述了异步电动机电压空间矢量PWM控制技术的原理和矢量变换方法实现的步骤，据交流电机坐标变换及矢量控制理论提出了异步电机在任意同步旋转坐标系下仿真结构图的建模设想,得出了一种按转子定向磁场下的动态结构图,利用该结构图可以方便的构成电机的仿真模型,进行仿真计算。然后运用MATLAB软件搭建模型进行仿真分析，结果表明电机有良好的稳、动态性能。

通过对仿真软件的应用也表明在进行复杂系统设计时运用仿真工具对设计进行仿真分析是行之有效的方法，可以提高系统设计效率，缩短系统设计时间，并能够较好的进行系统优化。经试验表明，空间电压矢量调制的方法正确可行，可调高电压利用率和系统精度。

二、^范文提纲

第1章 简介

    1.1 课题研究的意义

    1.2 交流调速的发展和现状

    1.3 本^范文的主要工作

第2章 异步电动机的数学模型分析

    2.1 异步电动机的三相数学模型

    2.2 异步电动机三相数学模型表达式

        2.2.1 电压方程

        2.2.2 磁链方程

        2.2.3 运动方程

        2.2.4 转矩方程

    2.3 坐标变换

第3章 异步电动机在精致坐标系下的数学模型

    3.1 电压矩阵方程

    3.2 磁链方程

    3.3 电磁转矩方程

    3.4 两种二相静止坐标系下的模型

        3.4.1 电压方程

        3.4.2 磁链方程

        3.4.3 转矩方程

第4章 空间电压矢量控制原理

    4.1 三相合成矢量

    4.2 空间矢量表达式

    4.3 电压与磁链空间矢量的关系

    4.4 SVPWM原理

    4.5 期望电压空间矢量的合成

    4.6 SVPWM的实现

        4.6.1 电压空间矢量所在扇区的确定

        4.6.2 零矢量的实现方法

    4.7 本章小结

第5章 MATLAB/SIMULINK仿真

    5.1 仿真平台简介

    5.2 三相交流异步电机模型

    5.3 模型参数设置

    5.4 SVPWM控制模型

        5.4.1 系统仿真图

        5.4.2 仿真结果

 第6章 总结

三、参考文献

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[10] 孙业树,周新云,李正明. 空间矢量PWM的SIMIJLNIK仿真.农机化研究. 第二期:105一106, 2003