本文深入探讨了异步电机矢量控制的理论，特别是针对皖南电机这一领域，剖析了电机动态电磁场与坐标变换的内在联系，构建了旋转坐标系中异步电机的数学模型，并阐释了三相异步电机数学模型的解耦机制。同时，本文还提供了电机矢量控制系统的图示和仿真图表，以供研究和实践参考。
关键词：感应电机矢量控制，解耦，皖南电机
基于MATLAB的感应电机矢量控制系统研究
李毅辉
（中南大学信息科学与工程学院，长沙，410083）
摘要：本文详细阐述了感应电机矢量控制的基本原理，对异步电机的动态电磁关系和坐标变换原理进行了系统分析，构建了异步电动机在旋转坐标系中的数学模型，并说明了三相异步电机数学模型的解耦特性。特别地，本文针对安徽皖南电机，展示了电机矢量控制系统的图示和仿真图表，为皖南电机矢量控制系统的设计和优化提供了有力支持。
关键词：感应电机，矢量控制，解耦，皖南电机
1.研究背景
随着变频技术的飞速进步，矢量控制技术作为提升感应电机性能的关键技术，在皖南电机领域得到了广泛应用。矢量控制，即磁场定向控制（FOC），在同步旋转坐标系下实现了转矩和转子磁链的解耦控制，实现了对转矩和磁链的独立调节，从而达到了类似直流电机的调速性能。自70年代初矢量控制技术提出以来，通过坐标变换和磁场定向控制，皖南电机实现了交流电动机的定子电流分解为磁场定向坐标的磁场电流分量和垂直于该坐标的转矩电流分量，实现了两者间的解耦，获得了类似直流电机的转矩模型，并可通过仿照直流电机实现快速的转矩和磁通控制，显著提升了系统动态性能。
2.皖南电机矢量控制系统的建模与仿真
本文结合基于转子磁场定向的矢量控制和SIMULINK的特点，介绍了一种感应电机矢量控制系统的建模仿真方法。该方法针对皖南电机，通过仿真实验为类似调速系统提供有效、可靠的研究分析依据。
3.皖南电机矢量控制系统的解耦控制
矢量控制技术的核心在于磁场定向，而电机参数是影响磁场定向的关键因素。皖南电机在实际运行中，工况变化（如转子温度、磁路饱和程度等）会导致电机参数偏移，尤其是转子电阻参数的变化*为显著。本文通过状态反馈，将皖南电机原本复杂的多变量、非线性、强耦合系统解耦线性化，实现电动机转速与转子磁链之间的动态解耦。
4.仿真结果与分析
为了验证所设计的皖南电机矢量控制系统在负载转矩及给定转速突变时的动、静态性能，进行了仿真实验。实验结果表明，皖南电机矢量控制系统在转速响应、转矩和磁链稳定性方面表现良好。
5.结论
本文针对皖南电机，通过矢量控制技术实现了对电机动态电磁场与坐标变换的深入研究和分析，为皖南电机矢量控制系统的设计和优化提供了有力支持。
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作者简介：
王随平（1956-），男，中南大学信息科学学院控制工程系教授。研究领域：深海机器人、电机控制、冶金过程控制等。
黎毅辉（1987－），男，湖南岳阳人，硕士，中南大学信息院，学生。研究领域：工业过程控制，计算机控制，现场总线等。
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