摘要：自19世纪中叶电力拖动技术诞生以来，电力拖动便在人类的发展中不断承担着重要的作用，但异步电机由于其数学模型高阶、非线性、强耦合的特点，导致交流拖动技术无法得到进一步发展。但随着全控型器件的出现，使得关于异步电机，步进电机等耦合性较强、调速要求高的电机进行相关调速成为了可能，使得交流拖动技术向前发展了一大步；目前的交流电机主要有基于动态模型和稳态模型两种分类，本文便是基于动态模型下的按转子磁链定向的矢量控制系统。

本文主要探讨的便是在软件PSIM中通过编程实现按转子磁链定向的矢量控制系统，首先介绍了异步电机矢量的基本原理以及其在不同坐标系下的数学模型，其次提出了基于交-直-交变频电路的矢量控制系统仿真，在前半段交-直变换时，为保证足够高的功率因数，采用不可控整流二极管，在后半段直-交变换时，采用全控型器件IGBT实现，同时，为验证所设置参数的正确性，特在MATLAB搭建相应电路，并给定阶跃信号，判断所设参数的正确性；再次，设计了一套硬件电路选型，并给出了详细的计算公式，以及其电路实现原理；最后，进行仿真结果的分析；在本次设计中，调制波主要通过SVPWM程序生成，随后与三角载波进行比较，生成用于开关器件的触发脉冲，本次毕业设计的主要思想就是通过坐标变换，采用像直流电机的控制方式，三相输出用矢量表示，控制异步电机的转矩和磁链，同时控制定子电流矢量。

关键词：交流调速系统；SVPWM；坐标变换；矢量控制.

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论-1

一 课题研究背景及现状-1

（一）矢量控制系统发展及研究现状-1

（二）电力电子器件及其相应拓扑结构发展及研究现状-1

（三）SVPWM的发展及研究现状-2

（四）PID调制算法发展及其现状-5

（五）坐标变换原理-6

（六）课题研究的主要内容-6

第二章 异步电机矢量控制原理-8

一 矢量控制原理-8

二 异步电机的数学模型-8

（一）异步电机在直角坐标系下的数学模型-8

（二）异步电机在两相静止坐标系下的数学模型-11

（三）异步电动机在两相旋转坐标系下的数学模型-11

（四）异步电机矢量控制系统调节器设计-12

三 本章小结-16

第三章 硬件电路仿真设计-17

一 系统整体设计电路-17

二 转速检测电路-17

三 电流检测电路-18

四 整流、滤波和逆变电路-19

五 控制部分电路-20

六 本章小结-20

第四章 仿真结果与分析-21

一 电路图搭建-21

二 系统仿真实现-23

（一）磁链设定值的确定-24

（二）转速、磁链误差积分限幅-26

（三）电流误差积分限幅-27

（四）2r/2s旋转变换角度确定-27

三 SVPWM程序设计-27

（一）仿真时矢量所在扇区的确定-27

（二）仿真时各个矢量在所在扇区的工作时间-28

四 PI调节器程序设计-29

五 系统仿真结果-31

（一）正常工作下系统情况分析-31

（二）转速设定值变化时系统工作情况-34

六 本章小结-35

第五章 总结与展望-36

第六章 致谢-37

参考文献-38