三相异步电动机恒压频比闭环变频调速仿真
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(，陕西 西安 710054 )
摘要：利用 Matlab 建立异步电动机恒压频比变频调速仿真模型，通过控制 PWM
调制波的幅值和频率，达到控制电机输入端电压幅值、频率的目的，并利用 PI
调节器构建转速闭环控制，调整 PI 控制器参数，最终得到系统的闭环控制模型，
给电机负载转矩以扰动，观察转速曲线得出结论。
关键词：恒压频比 变频调速 PWM 闭环控制
0 引言
电力电子器件的飞速发展促使了变频
技术的革新，这一技术广泛应用于电机调
速领域，可以使变频器输出各种频率的正
弦电压波形，使频率的实时控制变成了可
能。
而高速开关器件问世，更是让 PWM
技术得以硬件实现，利用 DSP 芯片可以实
现对开关器件的高频控制，同时实现对变
频器输出波形的频率和幅值进行控制，电
机调速进入了一个崭新的时代。
变频调速方式中以恒压频比调速最为
简单实用，本文利用 matlab/simulink 工
具对恒压频比变频调速进行仿真分析，验
证相关结论。
1 变频调速
三相异步电动机调速时，保持磁通量
为额定值不变，磁通太弱则电机利用
效率低，若磁通过大，又会导致铁心饱和
励磁电流过大，严重时会因绕组过热而损
坏电机。
在交流感应电机中，磁通是定子和转
子磁势合成产生的，而三相异步电机定子
每相电动势的有效值是：
1-1
式中 ——气隙磁通和定子每相中感
应电动势有效值，单位为 V；
——定子频率，单位为 Hz；
——定子每相绕组内联匝数；
——基波绕组系数；
——每极气隙磁通量，单位为
Wb
由式（1-1）可知，只要保持 和
的比值恒定，即可保持磁通 恒定。
变频调速即对输入三项交流电的频率
进行调节改变，一般分为额定频率以下和
额定频率以上两种情况其中恒压频比调速
属于额定频率以下调速方式
由式（1-1）可知，要保持 不变，
当频率 从额定值 向下调节时，必须同
时降低 ，使 常值，即采用恒定的
电动势频率比的控制方式。
然而，绕组中的感应电动势是难以直
接控制的，当电动势值较高时，可以忽略
定子绕组的漏磁阻抗压降，而认定定子相
电压 则得： 常值，即恒压
频比的控制方式。
低频时， 和 都较小，定子阻抗压
降所占的份量就比较显著，不再能忽略。
这时，可以人为地把电压 抬高一些，以
便近似地补偿定子压降，带定子压降补偿
的恒压频比控制特性见图 1。
图 1 恒压频比控制特性
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