异步电机调压调速控制系统的设计及仿真

中州大学毕业设计I摘要我国工业不断发展。机械化对调速系统的性能和精度要求越来越高。实现电机调速有不少方法。研究电机调速，找出符合实际的调速方法能最大限度的节约能源，所以研究调压调速就显得很有必要。异步电机调压调速控制系统是一种比较简单实用的调速系统，该系统具有良好的运行、控制及经济性能，显示出巨大的发展潜力。本设计分析了异步电机调速的原理，介绍了MATLAB的相关知识，并通过MATLAB软件分别对异步电机开环控制系统与速度反馈闭环控制系统进行了仿真。电机调速开环控制系统调速范围较小，采用速度作为负反馈的闭环控制系统解决了这个问题。使调速性能得到改善。本设计对这两种系统分别进行可分析。关键词：异步电机；调压调速；控制；仿真中州大学毕业设计IIAbctractThecontinuousdevelopmentofChina'sindustry.Mechanizationofthespeedcontrolsystemperformanceandincreasingaccuracy.Therearemanywaystoachievemotorspeed.Ofmotorspeed,tofindrealisticmaximumspeedmethodcansaveenergy,soofpressureandspeedadjustmentbecomesnecessary.VoltageInductionMotorSpeedControlSystemisasimpleandpracticalspeedcontrolsystem,whichhasagoodrun,controlandeconomicperformance,showinggreatpotentialfordevelopment.Thedesignandanalysisoftheprincipleofinductionmotorspeed,introducedtheMATLAB-relatedknowledge,respectively,throughtheMATLABsoftware,open-loopinductionmotorspeedcontrolsystemwithclosedloopfeedbackcontrolsystemissimulated.Open-loopmotorspeedcontrolsystemforsmallspeedrange,usingspeedasanegativefeedbackloopcontrolsystemtosolvethisproblem.Toimprovespeedperformance.Thedesignofthesetwosystemscanbeanalyzedseparately.Keywords:inductionmotor;pressureandspeedadjustment;control;simulation.中州大学毕业设计III目录摘要.........................................................................................................................................IAbctract..................................................................................................................................II目录.......................................................................................................................................III前言.........................................................................................................................................11MATLAB简介......................................................................................................................31.1MATLAB的特点.......................................................................................................31.2Simulink简介............................................................................................................62三相异步电动机..............................................................................................................72.1三相异步电动机的结构与基本工作原理................................................................72.1.1定子部分........................................................................................................72.1.2转子部分........................................................................................................72.1.3气隙................................................................................................................72.1.4三相异步电动机的基本工作原理.................................................................82.2转差率.......................................................................................................................82.3异步电机的三种运行状态........................................................................................93设计方案选择及分析........................................................................................................103.1三相异步电动机的调速方法..................................................................................103.2调压调速.................................................................................................................103.3调压调速特性及其调速性能...................................................................................113.3.1开环调压调速特性.......................................................................................133.3.2闭环调压调速特性.....................................................................................144基于MATLAB软件的仿真..............................................................................................164.1异步电机开环调压调速系统的仿真......................................................................164.2异步电机速度负反馈闭环调压调速系统仿真......................................................21结束语...................................................................................................................................24致谢.......................................................................................................................................25参考文献...............................................................................................................................26中州大学毕业设计1前言现在社会工业化越来越体现着它的强大。工业化运行的前提是能源的有力支撑。调压调速是一种非常简单实用的调速方法。本论文对异步电机开环控制调压调速系统及速度闭环控制调压调速系统的讨论和仿真，并探讨最经济实用的调压电路。找出最合理的调速方法，实现电机平稳运行，平滑调速，既能延长电机寿命，又可以有效节约能源。在现实社会具有相当高的研究价值。交流电动机的发明是由美国发明家特斯拉完成的，最早的交流电动机根据电磁感应原理设计，结构比起直流电动机更为简单，同时也比起只能使用在电车上的直流电动机用途更广泛，它的发明让电动机真正进入了家庭电器领域。交流电动机问世之后，同步电动机、串激电动机、交流换向器电动机等也逐步被人们发明出来，并投入实际的生产，为人们的生活提供更多便利。电动机的发明和应用对人类来说具有极大的意义，可以说它为人类生活带来了翻天覆地的变化。交流电动机，特别是鼠笼型异步电动机，结构简单，成本低，维护方便，而且坚固耐用，惯量小，运行可靠，对环境要求不高，因此在工农业生产中得到了极广泛的应用。其突出的优点是：电机制造成本低，结构简单，维护容易，可以实现高压大功率及高速驱动，适宜在恶劣条件下工作，并能获得和直流电机控制系统相媲美或更好的控制性能。因此，人们对交流电机的研究也越来越深入。但是交流电机是一个复杂的、多变量、强耦合的非线性系统，在设计交流调速系统时完全用解析法是相当复杂的也是行不通的。构造实验系统进行分析研究是通常采用的办法，但由实验来分析研究