异步电机的VVVF C代码与仿真模型：直接在线仿真与MCU移植

异步电机的VVVF的C代码+仿真模型，C代码可直接在simulink模型里进行在线仿真，所见即所得，仿真模型为离散化模型，C代码嵌入到模型里进行在线仿真，仿真通过后可以直接移植到各种MCU芯片里： 1. 直接带满载启动，转速超调小，控制精度高 2. 四种不同的VF曲线可供选择：直线VF , 分段VF , 抛物线VF, S形VF曲线，适用于不同类型的负载工况 3. 代码可实现自动转矩提升，转差补偿，震荡抑制，即便带满载运行，也可实现转速无静差控制 4. SVPWM调制

这是一套用于异步电机（感应电机）VVVF（变压变频）控制的完整C语言实现代码，适用于嵌入式系统或实时仿真环境（如MATLAB/Simulink）。以下是对其核心功能的详细说明：

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🧠 一、系统概述

该代码实现了一个基于SVPWM（空间矢量脉宽调制）的VVVF控制系统，支持多种V/F曲线、自动转矩提升、转差补偿、振荡抑制等功能。系统采用模块化设计，包含电流变换、电压频率控制、PWM生成等子模块。

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⚙️ 二、核心功能模块

1. **电流变换（Clarke + Park 变换）**

• 将三相电流 (Ia, Ib, Ic) 转换为两相静止坐标系 (Iα, Iβ)。
• 进一步转换为旋转坐标系 (Id, Iq)，用于磁场定向控制。
• 位置角由积分器根据设定频率实时计算。

2. **V/F 曲线控制**

系统支持三种V/F曲线模式：

• 线性V/F曲线：电压与频率成正比。
• 多点V/F曲线：用户可自定义多个频率-电压点，实现非线性控制。
• 平方V/F曲线：适用于风机、泵类负载，电压与频率平方成正比。

3. **自动转矩提升**

• 在低频时通过提升输出电压补偿定子电阻压降，增强启动转矩。
• 使用PID控制器动态调整补偿电压，避免过补偿或欠补偿。

4. **转差补偿**

• 根据负载电流（转矩分量）动态调整输出频率，补偿电机转差。
• 补偿量由转差补偿系数和电机额定转差率共同决定。

5. **振荡抑制（HVF Oscillation Damping）**

• 通过调整输出电压的相位和幅值，抑制电机在轻载或低频时的振荡现象。
• 使用励磁电流设定值与实际值之差进行前馈补偿。

6. **过励磁控制（Over-Excitation）**

• 在减速过程中，根据直流母线电压动态提升调制比，增强制动效果。
• 避免因母线电压升高导致过压故障。

7. **PWM 生成**

• 支持两种PWM生成方式：
• SPWM：正弦脉宽调制。
• SVPWM：空间矢量调制，提高直流电压利用率。
• 输出六路PWM信号驱动三相逆变器。

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📁 三、主要文件说明

文件名	功能描述
main.c	Simulink S-Function 主程序，接口与调度中心
MotorVF.c	V/F 控制核心算法，包括曲线计算、转矩提升、转差补偿等
MotorCurrentTransform.c	电流坐标变换（Clarke + Park）
SubPrg.c	通用子程序，如PID控制器、滤波器等
MotorVFInclude.h	V/F 相关结构体与函数声明
MotorStructDefine.h	电机、逆变器、命令等结构体定义
Settings.h	系统参数配置（如电机参数、基准值、采样频率等）

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🔧 四、关键参数配置（Settings.h）

#define RS 		0.048		  // 定子电阻 (Ω)
#define LS   	0.01361      // 定子电感 (H)
#define BASE_VOLTAGE    179.63  // 基准电压 (V)
#define BASE_CURRENT    151.32  // 基准电流 (A)
#define BASE_FREQ      	50.0    // 基准频率 (Hz)
#define ISR_FREQUENCY   2.0     // 中断频率 (kHz)

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🧩 五、运行流程（main.c）

1. 初始化：配置输入/输出端口、采样时间、初始化全局变量。
2. 输入读取：直流电压、三相电流、系统时间、V/F曲线类型、频率设定。
3. 电流变换：执行 Clarke + Park 变换。
4. V/F 控制：
   - 计算目标输出电压；
   - 执行转矩提升与转差补偿；
   - 振荡抑制与过励磁处理。
5. 相位累加：根据输出频率更新电压相位。
6. PWM 生成：使用SVPWM算法计算占空比。
7. 输出写入：将PWM信号及其他中间变量输出至Simulink。

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🛠 六、适用场景

• 工业变频器：用于风机、水泵、传送带等异步电机驱动。
• 教学与研究：可用于电机控制算法验证与仿真。
• 嵌入式开发：代码具备可移植性，可适配DSP或ARM平台。

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✅ 总结

该代码实现了一个功能完整、结构清晰的异步电机VVVF控制系统，具备良好的可配置性与可扩展性。通过模块化设计和详细的注释，便于理解、调试和二次开发。