考虑铁损的异步电机最大效率矢量控制系统的研究

摘要

本文提出了考虑铁损的异步电机数学模型,讨论了矢量控制和最大效率控制的关系,并且推导出了异步电机在任意角频率ω1时对应的最优转差率公式.同时结合二者,提出了考虑铁损的异步电机最大效率矢量控制系统数学模型,并且利用了MATLAB/SIMULINK工具对数学模型建模及其仿真,最后简要介绍了FPGA技术,以及该技术在交流调速系统中的应用.本文共有六章.第一章简单介绍了交流变频调速技术和矢量控制技术的发展历史及现状,同时也对交流调速系统的发展趋势和动向作了一简要描述,顺便提出了课题研究背景和主要研究内容;第二章简单介绍了一般的矢量控制技术和理论;第三章结合实际的例子详细的介绍了MATLAB/SIMULINK的建模仿真过程;第四章根据异步电机的效率公式,推导出了最大效率控制时的最优转差率公式;第五章也是本文的又一重点,提出了考虑铁损的异步电机最大效率矢量控制系统模型和考虑铁损的异步电机模型,并且给出了动态仿真结果,对模型的建立进行了验证;第六章是本文的最后一章,结合矢量控制硬件技术的发展,提出了基于FPGA的矢量控制系统.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1本课题的研究背景

1.1.1交流变频调速技术的发展历史及现状

1.1.2矢量控制技术的发展和现状

1.1.3调速系统的发展趋势和动向

1.2本课题研究的主要内容和意义

第2章矢量控制理论

2.1矢量控制基本思路

2.1.1直流电动机与异步电动机转矩控制的差异

2.1.2矢量控制的基本思路

2.2坐标变换

2.2.1 3φ/αβ变换

2.2.2 αβ/dq变换

2.2.3 3φ/dq变换

2.2.4 k/p变换

2.3异步电动机等效电路变换

2.3.1电机学中的等效电路

2.3.2通用等效电路

2.3.3不对称T型等效电路

2.4矢量控制异步电动机数学模型

2.4.1异步电动机的基本方程式

2.4.2异步电动机dq轴理论

2.5矢量控制类型

2.5.1直接型矢量控制

2.5.2间接型矢量控制

第3章基于MATKAB/SIMULINK的动态仿真介绍

3.1 MATLAB/SIMULINK介绍

3.2 SIMULINK的建模过程

3.2.1电压源驱动异步电机矢量控制系统

3.2.2系统仿真模型

3.2.3系统动态特性仿真研究

3.3本章小结

第4章最大效率矢量控制系统

4.1几种常见的异步电机优化控制

4.1.1基于模型的最优励磁控制策略

4.1.2小输入功率控制策略

4.1.3最小定子电流控制策略

4.1.4恒功率因数控制策略

4.2最大效率控制原理

4.2.1异步电机等效电路、功率与效率关系

4.2.2最优转差率Sηmax求法

4.2.3电源角频率ω1与最优转差率Sηmax的关系

4.5本章小结

第5章考虑铁损的异步电机最大效率矢量控制系统

5.1考虑定子铁损的异步电机数学模型

5.2考虑铁损的矢量控制

5.3最大效率控制时的最优转差率

5.4考虑铁损补偿的异步电机最大效率矢量控制系统

5.5 SIMULINK仿真模型

5.5.1考虑铁损的最大效率矢量控制系统模型

5.5.2考虑铁损的异步电动机模型

5.5.3考虑铁损的异步电机最大效率的矢量控制系统模型

5.6仿真结果

5.7本章小结

第6章基于FPGA的异步电机矢量控制系统的研究

6.1.FPGA介绍

6.2.基于FPGA的交流调速系统

6.2.1通用变频器的基本结构功能

6.2.2基于FPGA技术的交流调速控制系统

6.3.本章小结

总结

参考文献

致谢

研究生期间发表的论文