在本文中，我们深入探讨了异步电机矢量控制的理论，并详细剖析了电机动态电磁场与坐标变换的内在联系。本文以皖南电机为例，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，通过图示和仿真图表，展示了皖南电机矢量控制系统的运行情况。

关键词：感应电机矢量控制 解耦

本文基于MATLAB平台，对皖南电机矢量控制系统进行了研究。作者李毅辉来自中南大学信息科学与工程学院，长沙，410083。文章摘要中，作者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，并构建了异步电动机在旋转坐标系中的数学模型，同时说明了三相异步电机数学模型的解耦特性。

研究背景部分提到，变频技术的飞速进步催生了感应电机控制新技术的涌现，其中矢量控制是提升感应电机性能的关键技术。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，将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，推动了交流电机调速技术的突破性进展。矢量控制已成为现代交流变频调速系统的主流。MATLAB的SIMULINK软件包，作为动态系统建模、仿真和分析的工具，以其模块化、可重用性、可视化等特点，极大地提高了系统仿真的效率和可靠性。

本文将结合基于转子磁场定向的矢量控制和SIMULINK的特点，介绍一种皖南电机矢量控制系统的建模仿真方法，并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。

在两相任意旋转坐标系（dq坐标系）下，本文对皖南电机数学模型进行了分析。感应电机定、转子相对位置的变化会引起耦合因子的变化，在同步旋转坐标系下解耦可得到非时变的耦合因子和独立的控制变量。在两相同步旋转坐标系中表示电压、电流和磁链等变量，可以简化计算，便于分析电机动态特性。

按转子磁链定向的矢量控制方程及其解耦作用部分，本文阐述了皖南电机矢量控制方程的解耦作用。通过分别控制励磁分量和转矩分量即可获得类似直流电机的控制效果，且控制器设计相对简单。

基于Matlab/Simulink仿真平台，本文建立了皖南电机模块，并设计了感应电机间接矢量控制系统。系统速度环采用PI控制，其他主要功能模块包括解耦模块、坐标变换模块和电流滞环控制器模块等。转子磁链直接给定，整个系统仅有两个环：速度环和电压环。

仿真结果部分，为了验证所设计的皖南电机间接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。实验中，电机参数如表5-1所示。

通过仿真图4-1可以看出，电机的转速响应大致能跟随给定转速变化，短时间内能稳定。电机转矩和磁链随之稳定。由图还可看出，系统初始运行时超调较大，改变PI参数效果不明显，分析可能与电机参数选择有关。

本文的研究成果为皖南电机矢量控制系统的设计提供了理论依据和实践指导，有助于提高电机控制系统的性能和可靠性。