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放大器 G1 各放大器参数 G2 G3 G4 G5、G6 放大倍数 35 0.15 0.0076 2 9.55 备注 极对数 6 实验结果

仿真给定转速为1400r/min时的空载起动的过程，在起动后0.45s加载TL=65N?m。选择固定步长算法ode5，步长取10-5。模型仿结果如图6-3所示。

在仿真结果中，图6-3 a）～d）反映了在起动和加载过程中电动机的转速、电流、电压和转矩的变化过程，在起动中，逆变器输出电压（线电压）逐步提高，转速上升，但是电流基本保持不变，Is

35A，电动机以给定的最大电流起动。在0.39s时，转速稍

有超调后稳定在1400r/min，电流也下降为空载电流，逆变器输出电压也减小了。电动机在加载后电流和电压迅速上升，电动机转矩也随之增加，转速在略经调整后恢复不变。图6-3 f）～i）反映了各控制模块输出信号波形的变化，经2r/3s变换后的三相调制信号（uabc）的

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幅值和频率在调节过程中是逐步增加的，随频率的增加，转速逐步提高，信号幅值的提高，保证了电动机电流在起动过程中保持不变。图6- 3 e）和图6-3 j）分别反映了电动机在起动过程总定子绕组产生的旋转磁场和电动机的转矩/转速特性，电动机在零状态起动时，电动机磁场有一个建立过程，在建立过程中磁场变化是不规则的，这也引起了转矩的大幅度变化，在0.2s后，磁场呈规则的圆形。改变励磁的给定值im*，圆形旋转磁场的半径也有变化，为了较清楚地看到PWM调制引起的电动机磁链的脉动情况，PWM调制频率取得较低，如果调制频率提高，圆形旋转磁场的脉动将减小。电动机的转矩/转速特性反映了通过转差频率控制使电动机保持了最大转矩起动，并且改变ASR的输出限幅it*，最大转矩可以调节。仿真的结果表明，采用转差频率控制的矢量控制系统具有良好的控制性能。

图6-3 转差频率矢量控制系统仿真结果

a）转速响应 b）定子A相电流响应 c）电动机电磁转矩和负载转矩给定 d）电动机输入三相线电压有效值 e）定子磁链轨迹 f）SPWM的三相调制信号 g）转子角矩-转速特性

*

h）计算得到的转差频率

*s给定 i）逆变器调制频率

1

（rad/s） j）转

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实验七 无速度传感器的矢量控制系统仿真

1 实验目的

1. 2.

学习无速度传感器的交流异步电动机矢量控制方法。 了解交流电动机矢量控制方式。

2 实验原理模型

图7-1 无速度传感器的交流异步电动机矢量控制仿真模型

图7-2 转速推算模块组成

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无速度传感器的交流异步电动机矢量控制仿真模型如图7-1所示。模型中，转速推算模块的组成如同7-2所示。推算模块的1~4输入端，分别接入电动机定子三相电压和电流，经过3s/2s坐标变换，再由磁链电压模型计算得到

、

；推算模块利用了矢量控制模型中

转子磁链电流模型输出的磁链信号psir和sin-cos，经直角坐标变换得到转子磁链在、轴上的分量

、

，然后按下式

计算得到电动机转速。

3 实验内容

电机参数：380V、50HZ、2对极、Rs=0.435Ω、L1s=0.002mH，Rr=0.816Ω、Llr=0.002mH、Lm=0.069mH、J=0.19kg?m2。

逆变器直流电源510V。定子绕组自感Ls=Lm+Lls=(0.069+0.002) mH=0.071mH；转子绕

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组自感Lr=Lm+Llr=(0.069+0.002) mH=0.007mH；漏磁系数σ=1-Lm/LsLr=0.056；转子时间常数Tr=Lr/Rr=0.071/0.086=0.087。

使用simulink电器元件方式进行仿真，适当增大或减小直流电源电压参数以及阶跃负载大小，观察转速，转矩变化。

4 仿真参数

模块 仿真参数 32