三相鼠笼电机调速与变频器控制策略探讨

宋兆祺同学在电力电子技术课程的第八次研讨课中，针对电气64班的第七组项目，研究了三相鼠笼式异步电机拖动系统的仿真与调速方法。该课题的重点在于设计并实现一个可以控制电机转速、实现电动运行与发电状态切换的交直交变频器系统。 首先，系统的基本要求是使用220V的三相交流电压输入，驱动电机在1200r/min和1400r/min之间变化，实现电机的正反转。整流器采用闭环控制，确保直流侧电压稳定，或者通过增加直流电压源来提高稳定性。电机参数包括转子类型（鼠笼式）、机械输入（转矩Tm）、参考框架（静止坐标系）等，以及详细的电阻、电感和互感数据，以及惯性、摩擦系数等动态特性。 变频器的电路拓扑是交-直-交变频器，其中直流环节使用电容滤波，这使得变频器属于电压型。在电路原理图中，图2.1.1展示了电压型变频器的工作原理，它通过调整三相输出电压的频率和幅值来实现电机转速的调节。同时，通过改变电机负载转矩，可以控制电机在电动和发电状态之间的切换，而改变输出电压的相序则实现电机的正反转。 值得注意的是，变频器的设计和应用需要考虑电机的性能限制，尤其是在急加速、减速或负载过大的情况下，可能需要更高级的控制策略以防止电流能力不足，从而确保电机的稳定运行和宽广的调速范围。宋兆祺同学的研究旨在深入理解电机调速的控制策略，并在实际仿真环境中优化电机的性能和控制算法。 这项工作不仅涉及了基本的电机控制理论，还涵盖了电力电子技术的实际应用，包括变频器的设计、控制算法的选择以及对电机动态特性的理解和处理。这对于提升学生对电力电子技术在工业自动化中的实际应用有着重要的学习价值。