异步电机矢量控制系统调速性能的研究
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第 ２期
２００７年 ４月
工 矿 自 动 化
Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ａｎｄ Ｍ ｉｎｅ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ
Ｎｏ．２
Ａｐｒ． ２００７
文章 编号 ：１６７１—２５１Ｘ（２００７）０２—００１３—０４
异步电机矢量控制系统调速性能的研究
摘要 ：通过对电压解耦 矢量控制系统的研 究，介绍 了以 ＳＶＰＷＭ 算法为核心的 矢量控制 系统。文章 详
细分析 了电压 解耦 矢量控 制理 论和 整 个控 制 系统的仿 真框 图，并在 Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中对该 矢量控 制 系统进
行 了仿 真建模 。在 完成 整个控 制 系统的搭建后 分别就控制 系统 、系统调 速及 突加 、突减 负载转矩进 行 了多组仿
真实验 ，并对实验波形进行了分析 。仿 真结果表明：该系统具 有 良好的调速性 能 ，系统 的静 、动态性能 良好 。
关键 词 ：异步 电机 ；调 速 ；矢量控制 ；仿 真
中图分 类号 ：ＴＭ３４３．２ 文献 标识 码 ：Ａ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｓｐｅｅｄ—ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｖｅｃｔｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ
Ａ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｍ ｏｔｏｒ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａ ｖｅｃｔｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｔａｋｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｏｆ ＳＶＰＷ Ｍ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｂｙ
ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅ—ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ ｖｅｃｔｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ，ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｖｏｌｔａｇｅ—ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ ｖｅｃｔｏｒ
ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｂｌｏｃｋ—ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｗｈｏｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ，ａｎｄ ｍｏｄｅｌｅｄ ｔｈｅ ｖｅｃｔｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ
Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ ｓｏｆｔｗａｒｅ． Ａｆｔｅｒ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ，ｓｅｖｅｒａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ
ｓｙｓｔｅｍ ，ｓｐｅｅｄ—ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｌｏａｄ ｔｏｒｑｕｅ ｓｕｄｄｅｎｌｙ ａｐｐｌｙｉｎｇ ａｎｄ ｒｅｍ ｏｖｉｎｇ ｗｅｒｅ ｉｍ ｐｌｅｍｅｎｔｅｄ，
ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｗａｖｅｆｏｒｍ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｈａｓ
ｇｏｏｄ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｓｐｅｅｄ—ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ，ｂｕｔ ａｌｓｏ ｇｏｏｄ ｄｙｎａｍｉｃ ａｎｄ ｓｔａｔｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍ ａｎｃｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍｏｔｏｒ，ｓｐｅｅｄ—ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ，ｖｅｃｔｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ
０ 引言
近年来交流变频调速系统发展很快，已成为调
速 系统 的主要研 究 和发展 方 向 。交 流 电机控 制 系统
越来越复杂，矢量控制理论正是应这一要求而引人
到 交 流 电 机 控 制 中 的 。 １９７１ 年 德 国 学 者
ＢＬＡＳＣＨＫＥ Ｆ提 出了交 流 电动 机 的磁 场 定 向控 制
原理 ，应用 坐标 变换将 三相 系统 等效 为两 相 系统 ，再
经过按 磁 场定 向的 同步旋 转变换 实 现 了定 子 电流励
磁分量与转矩分量之间的解耦，从而达到对交流电
机 的磁链 和 电流分 别控制 的 目的 。为 了能够 更好 地
了解 异步 电机矢 量 控 制 系统 的调 速 性 能 ，本 文 首 先
收 稿 日期 ：２００７—０１— １１
作者简介 ：马 洁 （１９８１一），中 国 矿业大 学信 电学 院硕 士 研 究
生，研究方向为控制理论与控制工程 、电力电子与电力传动。
介 绍交 流矢 量控 制 系 统 的数 学 建 模 以 及仿 真 结 构
图 ，然后 在 Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环 境 下 仿 真 建 模 并 进
行多组仿真实验，借助实验结果对其进行详细分析。
１ 异步 电机 变频 调速 矢量 控制 系统
１．１ 异 步电机 的数 学模型
异 步 电机 的数 学模 型是 一个 高 阶 、非线 性 、强 耦
合 的多 变量 系统 ，对 于它 的研 究 ，通 常通 过坐 标变换
使之简化…。二轴论 是由克朗等人提出的，他揭
示了异步电机内部静止坐标与旋转坐标、三相与两
相 之 间的转换 关 系 。根 据异 步 电机三 相交流 静止 坐
标 ＡＢＣ轴 和两相 交流静 止 坐标轴 ａ、卢之 间的变换 、
两相 静止 坐标 系 ａ、卢和 以 同步 角速 度旋 转 的 两相 直
流旋转坐标 ｄ、ｑ之 间的变 换 ，可 以推导出异步 电机
在 ｄ、ｑ坐 标 系上 的数学模 型［３Ｊ：
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摘要：
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