文档仅供参考，不当之处，请联系改正。
流，从而加快动态过程。（4）过流自动保护作用－当电机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用。一旦故障消失，系统立即自动恢复正常。这个作用对系统的可靠运行来说是十分重要的。
变频调速技术是近年来交流调速中最活跃、发展最快的。交流调速的基础和主干内容是变频调速。上个世纪变压器的出现使改变电压变得很容易，从而造就了一个十分庞大的电力行业。长期以来，交流电的频率一直是固定不变的，因此变频调速技术的出现和发展使频率变为一种能够被充分使用的资源。 1.3 国内外发展状况
综合国内外的发展现状来看，交流变频调速技术的现状具有如下的特点：
(1)功率器件发展的方面：由于近年来高电压、大电流的晶闸管、IGBT、IGCT等器件的生产以及串并联技术的发展应用，使得高电压、大功率变频器产品的生产和应用成为了现实。IGBT已经全面取代了电力晶体管成为一种通用变频器的逆变电路的主流开关器件，而综合了IGBT和GTO优点的IGCT在高压领域的应用也有显著的优势。
(2)微电子技术方面：16位和32位的高速微处理器以及DSP和专用集成电路技术的快速发展，为实现变频器高精度、多功能化奠定了硬件的基础。
4
2020年4月19日
文档仅供参考，不当之处，请联系改正。
(3)控制理论方面：矢量控制、磁通控制、转矩控制、非线性控制等新的控制理论为研制高性能变频器的发展提供了相关的理论基础。
(4)产品生产方面：基础工业和各种制造业的发展，促进了变频器相关配套件的社会化以及专业生产化。
中国电力半导体器件虽然经过很长时间的发展，但总体水平却依然很低，几乎不具备独立开发新产品的能力，IGBT、GTO器件的生产虽然引进了国外先进的技术，但一直未形成大规模的经济效益，变频器产品使用的半导体功率器件的制造也没取得成就。总而言之，中国的电气传动技术水平较国际先进水平仍有很大的差距。特别是在中小功率变频技术的方面，国内大多数的产品一般情况下都是采用最普通的U/f控制，只有少数的产品是采用矢量进行控制的，品种和质量还不能满足市场的需求，大量进口的产品依然充斥着整个国内的市场。 1.4 本文研究的主要内容
本文主要研究的是转差频率控制的异步电动机矢量控制系统[7?11]，主要分为六个部分进行详细的阐述和研究设计：坐标变换及数学动态模型、矢量控制系统的基本结构、转子磁链观测器的设计与构想、电机的自适应控制[12]和参数的设置、数字化矢量控制系统的设计、系统仿真、结果分析。转差频率控制的异步电动机系统在很大程度上改进了系统的静态和动态性能,还能够消除稳态误差，同时它又比矢量控制的方法更简便,具有结构简单、容易实现和控制精度高等特点。
5
2020年4月19日
文档仅供参考，不当之处，请联系改正。
采用转差频率控制的异步电机变频调速系统是一项性能非常好的控制策略。该系统不但结构简单，而且调速过程平滑，还易于稳定，因此这项控制策略已成为当前各高校授课的重点，为了进一步让学生更好的掌握这一原理，本设计致力于开发一套采用转差频率控制的变频调速实验系统，让我们能够全面的进行学习。
针对上述的研究内容，本文的内容将作如下的安排： 第1章:概述课题研究目的与意义和国内外发展概况； 第2章:转差频率的基本概述；
第3章:阐述转差频率控制系统的原理以及系统的组成； 第4章:阐述异步电动机的动态模型；
第5章:详细阐述转差频率控制的异步电动机系统的原理；
第6章:对转差频率控制的异步电动机系统的仿真分析，其中包括参数的设置、电路调试以及实验的结果；
第7章:结束语，对本论文进行笼统的概括，得到相应的结论。 2 转差频率控制
矢量控制的基本思想是以转子磁场为定向,经过转子磁场定向的旋转坐标变换实现励磁和转矩的解藕,达到和直流电机一样的控制效果。转子磁场定向有两种方法:一种是经过设置观测器估计的转子磁场空间角;另一种是经过对转差角频率和转子角频率积分得到转子磁链的空间角位置。第二种方法为转差矢量控制的依据。转差频率矢量控制不必检测磁通,简
6
2020年4月19日
文档仅供参考，不当之处，请联系改正。
单易行,受到人们的普遍重视，被广泛地应用于许多方面。
转差频率矢量控制不需要进行复杂的磁通检测和繁琐的坐标变换,只要在保证转子磁链大小不变的前提下,经过检测定子电流和转子角速度,经过数学模型的运算就能够实现间接控制磁场的定向。要提高调速系统的动态性能,主要依靠控制转速的变化率,显然,经过控制转差角频率就能达到控制的目的。转差频率矢量控制就是经过控制转差角频率进而来控制转速的变化率,从而达到间接控制电动机转速的目的。 2.1 转差频率矢量控制概述
异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量的系统。20世纪70年代西门子工程师F.Blaschke首先提出使用异步电机矢量控制理论来解决交流电机的转矩控制问题。矢量控制实现的基本原理是经过测量和控制异步电动机定子电流矢量[13?15]，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电流) 和产生转矩的电流分量 (转矩电流) 分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，因此称这种控制方式称为矢量控制方式。简单的说，矢量控制就是将磁链与转矩解耦，有利于分别设计两者的调节器，以实现对交流电机的高性能调速。矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。这样就能够将一台
7
2020年4月19日