基于MATLAB_SIMULINK的SVPWM交流电机双闭环调速系统建模与仿真.pdf

在进行专业知识的分享前，先简单介绍下本文档的主要内容。本文档是一篇关于如何使用MATLAB/Simulink对交流电机进行双闭环SVPWM（空间矢量脉宽调制）调速系统的建模与仿真的论文。双闭环调速系统指的是既包含内环的电流环，又包含外环的速度环的控制系统，可以提供更为准确和稳定的电机速度控制。SVPWM技术是一种提高逆变器输出电压利用率，降低电流谐波的PWM技术。 文中分析了电机调速的基本原理，包括电机转速控制的概念、电机模型以及电机转矩控制等。之后，探讨了SVPWM控制技术的工作原理，即如何通过合成空间电压矢量，控制逆变器输出，进而控制电机运行。SVPWM依据电压空间矢量的幅值和相位，确定相应的开关状态，输出相应占空比的PWM波形，以此调节电机的转速和转矩。 在进行理论分析之后，文章介绍了仿真实现的算法，并将该算法应用于MATLAB/Simulink的模型构建。Simulink是MATLAB的一个附加产品，是一个基于图形化编程的仿真平台，用于模拟动态系统，并可与MATLAB的数学计算功能相结合，因此非常适用于复杂的电机控制系统仿真。 在建模过程中，首先需要建立交流电机的数学模型，包括电机的电压方程、磁链方程、转矩方程等。然后，基于SVPWM的原理构建逆变器模型，其中包括对逆变桥上各功率开关器件的控制逻辑。构建双闭环控制系统时，需要设计电流调节器和速度调节器，这两个调节器一般采用PID（比例-积分-微分）控制，用于实时调整电机的电流和速度，以达到期望的控制性能。 通过仿真，作者验证了所提出方法的有效性。仿真结果表明，该SVPWM控制方法具有良好的电机转速跟踪能力，以及优秀的动稳态性能，意味着电机在动态响应和稳定运行方面都有很好的表现。此外，仿真结果也显示了这种方法具有较高的实用性和准确性。 文章最后讨论了SVPWM技术在不同扇区的开关逻辑，如何确定电压矢量所在扇区，以及如何计算相邻矢量的作用时间。空间电压矢量在平面上的分布可以划分为六个扇区，对应不同的电压矢量合成，决定了逆变器开关状态的变换。仿真中需要根据扇区的不同，进行相应的矢量切换逻辑，以保证电机平滑运行。 总结来说，本文档对电机调速系统的基础知识进行了介绍，详细阐述了SVPWM控制技术的原理和算法，并通过MATLAB/Simulink的建模与仿真，展现了该技术在交流电机双闭环调速系统中的应用效果。通过对仿真结果的分析，证明了该控制策略的实用性和有效性。对于电机控制系统的研究者和工程师来说，本文档提供的仿真模型和方法具有较高的参考价值。