摘要：伴随着电气技术和科技的不断发展，电动机也在工业的生产当中迎来了大规模使用的时代，电动机的使用频率的频繁也加速着电动机的发展。在现实中的矿山开发过程之中，牵引机车的性能要求也变得越来越高，它不仅要求了电机拥有较大的输出转矩，强带载能力等特点，又其要具备尽可能短的运输煤炭时间。但是直流电动机由于维护费用相较于异步电动机更为昂贵，牵引电机车发展到采用交流电机驱动。在这种情景之下，分析并选择出一种牵引电机车控制系统，并建立出牵引机车双电机驱动的控制系统的MATLB模型，然后对系统的仿真结果进行分析研究。

本文首先介绍了牵引电机车技术中调速系统中的相关技术的发展和变频调速技术的发展，先在三相坐标系下对动态的异步电动机的数学模型进行了简要的分析然后转换到在两相坐标系下对其动态的数学模型的建立也进行了相应的简要分析，在不同的坐标系的条件之下，建立异步电机的数学模型，然后在坐标变换和矢量控制的基本原理上进行了论述。在两相静止坐标系的模型下把三相异步电动机的动态方程作为基础，在完善了SVPWM控制技术相关的知识的情况下，建立出定子电流励磁分量与转矩分量闭环控制的矢量控制系统设计与仿真。分析出各个部分的仿真模型当时在设计时的思路，最后仿真得到的波形图案与理论相一致，在这些仿真数据与理论数据的分析都证明出本文选择的控制方法的有效性。

关键词：异步电动机，矢量控制，SVPWM，MATLAB/Simulink

目录

摘要

ABSTRACT

第一章  绪  论-1

1.1 矿山牵引机车相关技术的发展-1

1.2 变频调速技术的发展-4

1.3 本课题研究的意义和内容-6

第二章  异步电动机的数学模型及牵引特性-7

2.1 MATLAB软件-7

2.2 异步电动机在三相坐标系下的动态数学模型-7

2.3 异步电动机静止坐标系下的数学模型-9

2.3.1 三相静止坐标系与两相静止坐标系的变换-9

2.3.2 两相静止坐标系与两相旋转坐标系间的变换-10

2.3.3 两相静止坐标系下的异步电动机动态数学模型-11

2.4 本章小结-12

第三章  牵引电机车双电机同步控制系统的设计和MATLAB仿真-13

3.1 牵引电机车双电机控制系统设计-13

3.2 SVPWM模块的基础理论及MATLAB建模-14

3.2.1 参考电压矢量的扇形区域判断-14

3.2.2 非零矢量和零矢量作用时间的计算-15

3.2.3 扇区矢量切换点的确定-16

3.3 磁链定向模块的MATLAB建模及基础理论-20

3.4 control控制模块的MATLAB建模及基础理论-21

3.5 坐标变换模块的MATLAB建模及基础理论-23

3.6 其他模块的MATLAB建模-24

3.6.1 电源和三相PWM变频器模块-24

3.6.2 异步电机模块-24

3.6.3 三相电流测量模块-25

3.6.4 测量模块-25

3.7 本章小结-26

第四章  速度并联控制系统的仿真-27

4.1 系统仿真并分析-27

4.2 本章小结-30

第五章  总结与展望-31

参考文献-32

致  谢-34