三相异步电机SPWM变频调速系统Simulink仿真

原理与仿真要求

输入的三相交流电源经不可控整流器UR变成单方向脉动电压，再经电容滤波（附加小电感限流）后形成恒定幅值的直流电压，加在逆变器 UI上。
控制逆变器中的功率开关器件的通断，即可在UI的输出端获得一系列宽度不等的矩形脉冲波形，而决定开关器件动作顺序和时间分配规律的控制方法即称为脉宽调制方法。
通过改变矩形脉冲的宽度，可以控制逆变器输出交流基波电压的幅值，而改变调制周期，又可以控制其输出频率，从而在逆变器上可同时进行输出电压幅值与频率的控制，满足变频调速对电压与频率协调控制的要求。

仿真过程

首先产生SPWM所需的三相正弦波

设置转速指令，得三相正弦波

由于uabc=Vdc/2mabc，mabc=2uabc/Vdc，可得三相spwm所需的占空比，Vdc来自电网的整流电压

感应电机仿真电路

电机数据

三相电源线电压400V

仿真结果与优化

初步仿真结果
一开始电机转速为0，经检查发现电机选择成了pu制，即标幺值，参数设置不对。之后改成了si制。

可以看到，电机初始转速没设置好，且启动初期冲击太大，通过调整恒压比系数，设置转差率为1，有

可以看到启动初期冲击减小了，由于2s时候带负载小于额定负载，通过减小恒压比系数，可以使转速更稳定，但转矩会下降
在变频调速变频过程中也会产生冲击，并且VVVF调速会有失速过程，通过改变输入的阶跃信号对此过程进行优化。
优化过程有几个尝试

在阶跃信号后加first-order-hold环节，虽然调速时并不会产生失速现象，但信号的误差会很大，750-1500的阶跃会变成780-1600，不适合做为输入
在阶跃信号后加一阶低通滤波

结果可以看到失速过程确实有减小，但不算很理想

改变输入信号为斜坡信号与限幅

通过调整斜坡信号的斜率，可以获得较好的效果

A相线电流

调制过后的输入线电压

心得体会

通过simulink对感应电机VVVF仿真，我收获了很多，包括但不限于电气工程库的使用，pu与si的选择，输入信号的处理，感应电机的设置。初步认识压频比控制，spwm调制策略等。

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