基于Matlab的通用变频器仿真教学系统开发.pdf

文章《基于Matlab的通用变频器仿真教学系统开发》讨论了如何基于Matlab和三相异步电机开发一个通用变频器的仿真教学平台，并组成了交流调速系统。这一平台帮助学生通过仿真分析验证变频器的重要理论知识，并分析实际工程问题。在现有的学习条件下，学生通常只能进行基本的实验操作，难以将所学的理论知识与实际相结合。因此，本文提出的仿真教学平台能有效提升学生在电路设计、仿真分析以及解决问题方面的能力。 在教学系统开发过程中，重点关注了以下几个知识点： 1. 变频器的功能与操作：变频器具有完善的功能、简单操作以及广泛的应用。学生在学习过程中需要掌握其基本操作原理和使用方法。 2. Matlab仿真软件：Matlab在工程领域的仿真分析中应用广泛，尤其在控制系统和信号处理方面。文章指出了Matlab在此仿真平台开发中的关键作用，如何利用Matlab来建立和分析模型。 3. 三相异步电机：作为变频器的负载对象，三相异步电机是构成交流调速系统的基础。通过模拟电机的行为，学生能够更好地理解变频器的工作原理。 4. AC速度调节系统：该系统通常包含变频器和三相异步电机，涉及到电机的启动、制动、速度调节等操作。仿真平台提供了模拟这些操作的环境，使学生能够在虚拟环境中测试和分析电机的动态行为。 5. 仿真模型的构建：仿真模型是模拟变频器工作环境的基础，涉及到电机参数、变频器参数以及控制策略的设置。 6. 控制策略的实施：通过仿真平台，学生可以实现各种控制策略，例如脉冲宽度调制（PWM）技术。PWM是变频器中常用的调制方式，能够控制电机的速度和扭矩。 7. 电路设计与仿真分析：仿真平台能够帮助学生在无风险的环境中设计电路，并通过仿真进行分析，这是学习电子工程的重要环节。 8. 解决问题的能力：该仿真平台能够模拟实际工程问题，例如功率元件的选择和故障诊断等。通过解决这些问题，学生能够提升分析和解决问题的实际能力。 9. IGBT与三相全桥：在变频器中，绝缘栅双极型晶体管（IGBT）是一种常用的功率开关元件，三相全桥是电机驱动中常见的电路拓扑结构。 10. SPWM和正弦脉宽调制：正弦脉宽调制（SPWM）是变频器中实现高品质交流电源输出的重要技术。文章中提到了如何通过Matlab实现SPWM并分析其性能。 11. 参考文献与研究现状：文中引用了大量的相关研究文献，提供了关于变频器、Matlab仿真、电机控制策略的研究背景，这些是开发仿真教学系统的理论基础。 文章中提到的关键技术包括IGBT、PWM发生器、SPWM发生器以及三相异步电机参数设置等，这些技术是实现变频器仿真教学系统的关键。通过这些技术的应用，学生能够深入理解变频器的工作原理和控制策略，并在仿真环境中获得实践经验。 文章的作者单位是位于山东省青岛市的中国石油大学（华东），通信作者是FENG Xingtian，其余作者包括HU Huihui和CHEN Rong。文章的发表时间是2019年，ISSN编号为1006－7167，表明它是一篇经过同行评审的学术论文。这一研究对于电气工程专业的学生和教育工作者都具有重要的参考价值。