摘  要
矢量变换控制的异步电动机变频调速系统是一种高性能的调速系统，已经在许多需要高精度，高性能的场合中得到应用。本文论述了交流三相异步电动机的数学模型的性质，建立方法和过程，同时详细地推导出三相异步电动机在A、B、C 静止坐标系统和二相同步旋转MT坐标系下数学模型，使用MATLAB中的仿真工具箱SIMULINK，对闭环矢量控制变频调速系统进行了仿真。推导出一种异步电动机在MT坐标系下的仿真模型，该模型具有结构简单，静态和动态性能均比较良好的特点。本文采用电流滞环型PWM 进行调速，设计了一个转速，磁链闭环的电流滞环PWM变频调速矢量控制系统。仿真结果SIMULINK实现了全图形化仿真，具有高效、便利、直观等优点，对控制系统而言确为一优秀的系统仿真软件。

关键词：异步电机变频调速 ；SIMULINK仿真；PWM变频器；矢量变换   

ABSTRACT
     This thesis firstly describes the characteristics of the three phase asynchronous motor's mathematical models, and then, systematically discusses the modeling methods for an AC motor with the A-B-C three phase reference frame and the two phase rotary reference frame. And then achieve the design and simulation about inductive motor’s fully digitally vector control system. With Using the motor model of vector invertation  in MATLAB and the system composed of these model it realized the simulation. The result show that，choosing appropriates parameters，the system  can archived rapid variable state response，high repellency and good variable state following ability. This type of system has better performance. And SIMULINK Realized fully figured simulation，it has high efficiency、convenience、audio-visual and other good features，it is an excellent simulation soft for control system.

Keywords: asynchronous motor ; simulink; SPWM Inverters ; vector control

目  录
第1章 绪论……………………………………………………… 1
1.1 电力电子技术是现代交流调速的物质基础……………………   1
1.1.2 矢量控制技术开创了交流调速与直流调速相竞争的时代 2
     1.1.3 微机控制技术进步是推动现代交流调速系统不断更新的动
力……………………………3                                                
1.2全数字控制技术………………………………………………………3
1.3小结……………………………………………………………………4
1.4系统仿真………………………………………………………………4
1. 5论文的意义及任务………………………………………………… 5
第2章 感应电动机矢量控制系统设计………………………… 6
2.1矢量控制的基本思想…………………………………………………6
2.2坐标变换和矢量变换…………………………………………………8
2.2.1三相坐标一两相坐标相互变换………………………………9
2.2.2矢量旋转变换(即2s12r变换)………………………………9
2.2.3直角坐标一极坐标变换(即K/P变换)…………………… 10
2.3异步电动机的数学模型及矢量变换控制方程式………………… 11
2.3.1双轴理论和原形电机的电压方程………………………… 11
2.3.2变换到 坐标系上的异步电动机数学模型…………  14
2.3.3变换到M-T轴上的异步电动机及其电压方程-磁场定向方程
                                        ………………………  15
2.3.4-矢量控制的基本方程式…………………………………… 16
2.4 矢量变换控制系统的构成………………………………………… 18
2.4.1转子磁链的观测……………………………………………  18
2.4.2 矢量控制系统构成………………………………………… 19
2.5小结………………………………………………………………… 20
第3章 SPWM技术…………………………………………………21
3.1  SPWM变频器工作原理……………………………………………  21
3.2  SPWM变频器主电路………………………………………………  22
3.3  SPWM的控制模式…………………………………………………  22
3.4 高开关频率的电流滞环型控制SPWM逆变器………………………24
3.5 小结…………………………………………………………………  26
第4章 矢量控制系统的仿真研究………………………………27
4.1  MATLAB简介……………………………………………………… 27
4.2动态仿真工具SIMulink……………………………………………28
4.3系统中各组成部分的仿真………………………………………… 29
4.3.1坐标变换…………………………………………………… 29
4.3.1.1  3S/2S变换………………………………………………29
4.3.1.2  2s/sr变换(即  变换)………………………………30
4.3.1.3   2r/2s(即 变换)………………………………… 32
4.3.1.4   2s/3s变换…………………………………………… 33
4.3.1.5  滞环型PWM变频器仿真………………………………  35
4.3.1.6三相异步电动机仿真模型……………………………   35
4.3.1.7仿真模型的验证………………………………………… 39
4.3.2 小结…………………………………………………………44
4.4 异步电动机矢量控制系统仿真……………………………………44
    4.4.1  仿真结构图……………………………………………… 44
4.4.2系统仿真…………………………………………………… 47
结论……………………………………………………………… 50
致谢……………………………………………………………… 51
参考文献………………………………………………………… 52

第1章 绪论
 直流电气传动和交流电气传动在19世纪中先后诞生，由于直流传动具有卓越的调速性能，而交流传动调速性能难以满足生产要求，因此，在20世纪大部分年代里，直流传动在调速传动领域中一直占据主导地位。随着生产术的不断发展，直流传动的缺点逐步暴露出来。由于换相器的存在，使直流电机的维护工作量加大并限制了电机容量、速度和使用环境；还有成本高、功率低等缺点。这样人们转向结构简单、运行可*、便于维护、价格低廉的交流电机并致力于它的调速技术研究。60年代后，特别是70年代以来，电力电子技术和控制技术的迅猛发展，使得交流调速性能完全可以和直流调相比美、相抗衡，目前，交流调速己进入逐步替代直流调速的时代。
纵观交流调速传动发展过程，大致是沿着三个方向发展的:一个是取代直流调速实现少维修、省力化为目标的高性能交流调速；另一个以节能为目的的；改恒速为调速，适用于风机、泵类、压缩机等通用机械交流调速；第三个是直流调速难以实现的特大容量3极高转速领域的交流速。
1.1 电力电子技术是现代交流调速的物质基础