基于MATLAB-SIMULINK的交流电动机调速系统仿真-开题报告-文献综述-参考文献

(一) 选题背景及意义

随着现代工业的快速发展与科技的不断进步，电动机作为一种能将电能转换成机械能的设备，其应用领域变得越来越广泛。大到重型工业，小到家用电器甚至玩具等，电动机的踪迹无处不在。然而，在人们的环保和节能意识日益提高的今天，电动机行业正面临着新的挑战。电动机结构以及控制算法的设计不仅要满足小体积、高转矩、低噪音、高可靠性等基本要求，更要满足低污染、低能耗、高效率等社会需求。功率愈大，交流拖动的经济效益优势将更为明显，制造出功率大大超过直流电动机是形势要求的一个方面；另一方面还要利用先进控制技术使其性能指标达到甚至超过直流电动机。其次，伊拉克战争后，西方曾经发生石油危机，廉价能源丧失，使人们认识到节能的重要性，许多传统的工艺过程必须从节能的角度加以重新评价。其直接影响是要求一大批原来恒速运行的机械改成调速运行，特别是用量很大，通常占总用电量一半左右的风机、泵类负载，采用调速方式来调节输出流量，与传统的恒速运行节流阀调节流量的方式相比，可节电30％左右；这一事实，促使人们从生产系统总效率的角度来重新评价交流调速系统的经济技术指标，交流异步调速系统由于具有显著的节电效果；低廉的运行费用，常可抵消装置价格偏高的不利因素，受到用户的欢迎。再者，由于在环境恶劣的生产场合（如冶金、建材、矿山、化工等工业）常有防爆或高速运行的要求，目前世界上还很难生产出大功率、高速的防爆直流电动机，再如水泥行业灰尘大，污染大，直流电动机很不适应，而且直流电机经常换电刷，维护量大，因而常常停机影响生产。发展生产力的需要大大促进科学技术的发展，因此自从70年以来，以电子电子器件、微电子器件技术和控制技术等为基础的交流异步调速技术，有了突破性的进展，生产出满足交流异步调速要求的交流异步器，从此交流调速进入了一个崭新时代，为了与以前传统的交流调速相区别，人们通常把实现交流异步调速为特征的交流调速称为近代交流调速。

（二）国内外研究现状

交流异步调速技术在工业发达国已得到广泛应用。美国有60%-65%的发电量用于电机驱动，由于有效地利用了交流异步调速技术，仅工业传动用电就节约了15%-20%的电量。采用较；交流异步调速，一是根据要求调速用，二是节能。它主要基于下面几个因素：

（1）交流异步调速系统自身损耗小，工作效率高。

（2）电机总是保持在低转差率运行状态，减小转子损耗。

（3）可实现软启、制动功能，减小启动电流冲击。

在采用交流异步调速时，需从工艺要求、节约效益、投资回收期等各方面考虑。如果仅从工艺要求、节约效益考虑，下面几种情况选用交流异步调速较有利：

（1）根据工艺要求，生产线或单台设备需要按程序或按要求调整电机速度的。如：包装机传送系统，根据不同品种的产品，需要改变系统传送速度，使用交流异步调速可使调速控制系统结构简单，控制准确，并易于实现程序控制。

（2）用交流异步调速代替机械变速。如：机床，不仅可以省去复杂的齿轮变速箱，还能提高精度、满足程序控制要求。

（3）用交流异步调速代替用闸门或挡板调整流量适于风机、水泵、压缩机等。例如：锅炉上水泵、鼓风机、引风机实行了交流异步调速控制，不仅省去了伺服放大器、电动操作器、电动执行器和给水阀门（或挡风板），而且使得整个锅炉锅炉控制系统得到了快速的动态响应、高的控制精度和稳定性。交流交流异步调速的方法是异步电机最有发展前途的调速方法。随着电力电子技术的不断发展，性能可靠、匹配完善、价格便宜的交流异步器会不断出现，这一技术会得到更为广泛、普遍的应用。目前，国外先进国家的交流异步技术正向小型化、高可靠性、抗公害、多功能、高性能等方向发展，我国也在加快发展步伐。

(三) 研究内容与目标

本文主要作了以下工作：

首先，介绍交流电机调速的发展状况；第二，对交流电机调速系统进行描述，其中包括调速系统有哪些方案并分别论述其工作原理及机械特性，重点介绍交流调压调速电路以及闭环调压调速系统；第三，运用MATLAB-simulink对异步电动机调压调速系统的主电路与控制电路进行建模和参数设置，并通过仿真结果反证交流调压电路的工作原理和所建模型的正确性；第四，总结异步电动机调压调速系统的优缺点，异步电动机调压调速系统的前景展望。•••

二、^范文提纲

1绪论

1.1交流电机的发展状况

1.2交流电机调速的控制技术

1.3MATLAB-simulink

1.3.1MATLAB-simulink仿真介绍

1.3.2MATLAB-simulink仿真在异步电动机调压调速系统的应用

2.建模与实验

2.1异步电动机调压调速系统的主电路与控制电路进行建模和参数设置

2.2异步电动机调压调速系统实验

2.3MATLAB-simulink仿真实验

3异步电动机调压调速系统MATLAB-simulink仿真实验结果分析

3.1异步电动机调压调速系统的优缺点

3.2异步电动机调压调速系统的前景展望。•

三、参考文献

[1]袁天祥．电动机及其系统的节能技术[M]．北京：化学工业出版社，1991：

[2]李发海，王岩．电机与拖动基础[M]．北京：清华大学出版社，2005：

[3]阮毅，陈伯时．电力拖动自动控制系统[M]．北京：机械工程出版社，2009：

[4]王晓明，王玲．电动机的DSP控制——TI公司DSP应用[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2004：

[5]吴建华．开关磁阻电机设计与应用[M]．北京：机械工程出版社，2000：

[6]詹琼华．开关磁阻电动机[M]．武汉：华中理工大学出版社，1992：19-31．

[7]吴红星．开关磁阻电机系统理论与控制技术[M]．北京：中国电力出版社，2010： 

[8]王双红．混合动力电动车用开关磁阻电机控制系统研究[D]．武汉：华中科技大学，2005：

[9]李江林．开关磁阻调速电动机的技术和研究[J]．煤矿机电，1999，5(2)：8-11．

[10]郑建华，郑耀威，李国华．基于SRM的新型滚筒洗衣机驱动系统研究[J]．微电机，2010，43(10)： 

[11]朱建中，王立祥．开关磁阻调速电机驱动系统用于风机和水泵的节能[J]．船舶，1999，6(4)：

[12]刘温暖，宋鹏．开关磁阻电动机调速系统在煤矿中的应用[J]．工矿自动化，2009，30(6)：

[13]曹家勇，陈幼平，詹琼华，等．开关磁阻电动机控制技术的研究现状和发展趋势[J]．电机与控制学报，2002，6(1)：

[14]王宏华，许华．开关型磁阻电动机调速系统的发展及现状[J]．电气传动，2001，31(5)：

[15]邓秋玲，陈强，肖锋．开关磁阻电动机调速系统[J]．电机技术，2003，24(2)： [16]丁湘．异步电机DTC系统仿真建模及性能改善研究[D]．长沙：中南大学，2005：

[17]李夙．异步电机直接转矩控制[M]．北京：机械工业出版社，1995：