
两个仿真与文章文献中的异步电动机变频调速系统设计技术
异步电动机这玩意儿在工业场合真是随处可见,但要让它的转速说变就变可不容易。咱今天不整那
些虚头巴脑的理论推导,直接上手拆解变频调速系统的核心设计,顺手用Python和MATLAB给大家整几个活
生生的例子。
先说重点,变频调速的关键在于让电压和频率同时变化。这里头最经典的V/F控制法,说人话就是保
持电压频率比恒定。咱们用Python模拟个动态调整过程试试:
```python
import numpy as np
def v_f_control(target_freq, base_voltage=220, base_freq=50):
ratio = base_voltage / base_freq
output_voltage = ratio * target_freq
# 限制最大输出电压不超过额定值
return min(output_voltage, base_voltage), target_freq
# 测试从10Hz加速到60Hz
for freq in np.linspace(10, 60, 6):
voltage, _ = v_f_control(freq)
print(f"频率{freq}Hz时电压:{voltage:.1f}V")
```
这段代码里藏着两个设计重点:首先是基频以下保持恒转矩的V/F曲线,其次是超过基频后的恒功
率区电压限制。跑起来会发现频率超过50Hz后电压不再增加,这时候电机就进入弱磁调速阶段了。
不过V/F控制在动态响应上还是差点意思,这时候就得搬出矢量控制的大招。用MATLAB的Simulink
搭建磁场定向控制模型时,关键是要处理好这三个模块:
1. 坐标变换单元(Clarke/Park变换)
2. 电流环PI调节器
3. SVPWM生成模块
这里有个容易踩坑的地方——转子时间常数的辨识。咱们用遗忘因子递推最小二乘法在线辨识,代码
片段长这样:
```matlab
function [Tr] = identify_tr(u, i, Ts, lambda)
persistent P theta;