電力電子與現(xiàn)代控制(電機(jī)的控制理論和控制系統(tǒng))第二部分(已修改)
2025-05-12 01:42 本頁面
【正文】 電力電子與現(xiàn)代控制 Power Electronic and Modern Control 中國(guó)科學(xué)院研究生院 電勵(lì)磁同步電機(jī)的控制 ?磁場(chǎng)定向控制 基本理論 控制系統(tǒng) ?直接轉(zhuǎn)矩控制 基本理論 控制系統(tǒng) 同步電機(jī)的磁場(chǎng)定向控制理論 對(duì)應(yīng)右圖，不考慮阻尼繞組時(shí)凸極同步電機(jī)的電壓、磁鏈和轉(zhuǎn)矩方程分別為： ?????????????fdfdfdfddrqqqqrdddpirupriupriu???????磁鏈方程： ????????????fdfdda f dfdqqqfda f ddddiLiMiLiMiL0023???電磁轉(zhuǎn)矩方程： qdqdpqfda f dpdqqdpemiiLLniiMniinT)(2323)(230 ????? ??分別定義同步電機(jī)定子電壓、電流和磁鏈 矢量分別為： qdsqdsqdsjjiiijuuu??? ?????????則同步電機(jī)的空間矢量圖如下圖所示： d 軸q 軸A 軸r????si?su?s??ris?srj ???d? qqqiL??dd iLfdaf d iM 0di qi電壓方程： r?qd LL,0afdMfdL在上述方程中， 為電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)電角頻率， 分別同步電機(jī) D軸和 Q軸電樞反應(yīng)電感系數(shù)， 為勵(lì)磁繞組和定子繞組軸線重合時(shí)的互感系數(shù)， 為勵(lì)磁繞組自感系數(shù)。 auaibuicuifduDqu iia 軸d 軸b 軸q 軸c 軸r??Ddiqi uNS同步電機(jī)的磁場(chǎng)定向矢量控制分類 對(duì)于高性能的同步電機(jī)控制，廣泛采用的方法是磁場(chǎng)定向控制理論，同步電機(jī)的磁場(chǎng)定向控制按照定向磁場(chǎng)的不同可以分為 定子磁場(chǎng)定向控制 、 氣隙磁場(chǎng)定向控制 和 轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁場(chǎng)定向控制 三種。 定子磁場(chǎng)定向矢量控制理論 見右圖所示的同步電機(jī)的矢量圖，在圖中，如果在控制中，一直保持定子電流矢量與磁鏈?zhǔn)噶看怪保藭r(shí)，就有下面關(guān)系式成立： d 軸q 軸A 軸r???si?su?s??ris?srj ???d? qqqiL??dd iLfdaf d iM 0di qi?定子磁場(chǎng)控制下同步電機(jī)矢量圖（考慮凸極效應(yīng)） ????????????????????c o ssi nsi nc o ssqsdsqsdiiii????將上式帶入同步電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩方程， 得： sspdqqdpeminiinT?????23)(23???s??si?s??si?可見，此時(shí)同步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為定子磁鏈 和電流 這兩個(gè)在空間上正交的量的乘積，只要 的幅值為恒定值，那么此時(shí)同步 的幅值成正比， 在控制中保持 電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與其定子電流 這就是同步電機(jī)定子磁場(chǎng)定向控制的基本原理。 變勵(lì)磁定子磁場(chǎng)定向矢量控制理論 qd LL ???c os0a fdsfd Mi?? 從右上圖可見，在定子磁場(chǎng)定向控制方式下，定子電壓矢量和定子電流矢量在空間上保持同相位，即功率因數(shù)恒定為 1，這樣將可大大提高系統(tǒng)設(shè)備的利用率。另外，在定子磁場(chǎng)定向控制方式下，如不考慮 d軸和 q軸電感的差別，即認(rèn)為： 此時(shí)，同步電機(jī)定子磁場(chǎng)定控制方式下的矢量圖見右下圖所示。則有： 可見隨著負(fù)載增加，即功率角的增加，為了保持定子磁鏈恒定，必須大幅度的增大勵(lì)磁電流值。 d 軸q 軸A 軸r???si?su? s??sdiL???c os0sfdaf d iM???定子磁場(chǎng)控制下同步電機(jī)矢量圖（忽略凸極效應(yīng)） 定子磁場(chǎng)控制下同步電機(jī)矢量圖（考慮凸極效應(yīng)） d 軸q 軸A 軸r???si?su? s??ris?srj ???d? qqq iL?? dd iLfdaf d iM 0di qi?氣隙磁場(chǎng)定向矢量控制理論 d 軸q 軸A 軸r???
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