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正文內(nèi)容

交流異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)總結(jié)報(bào)告-全文預(yù)覽

  

【正文】 膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈。下面的表格給出了確定方法。SVPWM實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下:1) 斷矢量所處的扇區(qū)通過(guò)分析的值與和的關(guān)系,可得到如下規(guī)律:① ② ③ 則扇區(qū)。本系統(tǒng)的解耦控制采用前饋控制的方式,即運(yùn)用給定磁場(chǎng)電流、給定轉(zhuǎn)矩電流和電機(jī)同步轉(zhuǎn)速對(duì)電機(jī)進(jìn)行解耦控制。而在剛起動(dòng)時(shí),轉(zhuǎn)子磁鏈為零,故此時(shí)不滿足假設(shè)條件,破壞了正常工作狀態(tài)時(shí)的解耦關(guān)系。當(dāng)對(duì)定子線圈通入三相交流電時(shí),定子磁鏈以同步轉(zhuǎn)速在空間旋轉(zhuǎn),如果短路的轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài),則產(chǎn)生切割磁力線運(yùn)動(dòng),因而在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出電流,轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁鏈。m轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)框圖說(shuō)明本次交流異步電機(jī)調(diào)試采用轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制策略,控制框圖具有以下特點(diǎn):(1)3/2坐標(biāo)變換在保持變換前后功率不變的條件下,3/2坐標(biāo)變換如下式:本控制系統(tǒng)中的坐標(biāo)變換采用的變換公式如下:由上式可以看出,變換后的相電流幅值保持不變,功率降為變換前的2/3倍。上述計(jì)算得到:。代入上述參數(shù)可得到額定工況下的電磁轉(zhuǎn)矩: N③ 選取適當(dāng)?shù)腜I參數(shù)可使得反饋電流與給定值之間的靜差得到很好地消除。帶PI調(diào)節(jié)器的仿真結(jié)果如圖5~17所示: 圖5 定子電流分量變化曲線(A) 圖6 定子電流分量變化曲線(A) 圖7 磁場(chǎng)電流分量變化曲線(A) 圖8 轉(zhuǎn)矩電流分量變化曲線(A) 圖9 電磁轉(zhuǎn)矩變化曲線(N以下采用仿真來(lái)討論:具體電機(jī)參數(shù)為:kW、rpm、N出現(xiàn)上述結(jié)果是由于交流異步電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子相互間的強(qiáng)耦合作用引起的,通過(guò)對(duì)控制量采用解耦補(bǔ)償?shù)拇胧?,?lái)抵消電機(jī)本身的這種強(qiáng)耦合作用。由交流異步電機(jī)穩(wěn)態(tài)下的矢量圖可以得出相同的結(jié)論:在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的第二象限,即為負(fù)值,為正值。原因分析:該矢量控制程序中,磁場(chǎng)電壓控制量包含兩部分,一部分是PI調(diào)節(jié)器輸出量,一部分為解耦環(huán)節(jié)輸出;轉(zhuǎn)矩電壓控制量包含兩部分,一部分是PI調(diào)節(jié)器輸出量,一部分為解耦環(huán)節(jié)輸出。處理辦法:電流傳感器因空間限制,在安裝時(shí)出現(xiàn)反向安裝。同時(shí)轉(zhuǎn)矩電流分量的不斷增大,根據(jù)電機(jī)輸出電磁轉(zhuǎn)矩公式,電磁轉(zhuǎn)矩必然上升。7月30號(hào)~8月2號(hào)交大調(diào)試總結(jié)(1)矢量控制電機(jī)起動(dòng)過(guò)程平穩(wěn),很小的轉(zhuǎn)矩命令隨時(shí)間增加可以產(chǎn)生很高的轉(zhuǎn)矩,電機(jī)加速至4000rpm時(shí),出現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速突然上升。 (4)上述措施從不同方面來(lái)減小磁通反饋值,使磁通不出現(xiàn)飽和。采用滑差頻率通過(guò)反饋值得到,則可以在磁通出現(xiàn)飽和時(shí),通過(guò)降低滑差來(lái)減小電機(jī)相電流。改進(jìn)措施:試驗(yàn)中為消除磁通飽和的影響,采取了以下措施:(1)矢量控制系統(tǒng)采用如下框圖,其中給定轉(zhuǎn)矩電流由給定轉(zhuǎn)矩直接得到,在這種情況下,如果磁通出現(xiàn)飽和,當(dāng)磁通調(diào)節(jié)器不能實(shí)現(xiàn)磁通的調(diào)節(jié)時(shí),可以通過(guò)降低給定轉(zhuǎn)矩來(lái)減小電機(jī)相電流。7月26號(hào)~7月29號(hào)試驗(yàn)問(wèn)題:電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程平穩(wěn),電流上升較為緩慢,當(dāng)電機(jī)加速至1000rpm~2000rpm時(shí),電機(jī)三相電流出現(xiàn)波動(dòng),電機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng),使車輛出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。同時(shí),對(duì)輸入的正交脈沖信號(hào)需作適當(dāng)處理,可采用施密特觸發(fā)器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行整形處理。通過(guò)檢測(cè)A、B兩相正交編碼信號(hào)是否正常,檢測(cè)正交編碼輸入口至DSP信號(hào)輸入端是否有斷路。試驗(yàn)結(jié)果如下表所示:f1(Hz)427490114160200Ud(V)50100110140172190V1(V)42/20050=1074/200100=3790/200110=50114/200140=80160/200172=138200/200190=190由上表得出V/f1試驗(yàn)數(shù)據(jù),可繪出全頻率范圍的V/f1曲線如下所示:圖2 三易電機(jī)測(cè)試V/f1曲線根據(jù)以上試驗(yàn)曲線,考慮到低頻時(shí)定子電阻壓降,采用以下控制方式: 由上述方程得到的V/f1控制曲線如下圖所示:圖3 開環(huán)控制中給定V/f1曲線試驗(yàn)結(jié)果:根據(jù)上述V/f1控制產(chǎn)生SVPWM,電機(jī)在全速度范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行。從電感量可以看出,該電機(jī)為高飽和電機(jī),這類電機(jī)工作時(shí),很小的勵(lì)磁電流就能夠產(chǎn)生很高的磁通,即磁通很容易飽和。處理辦法:試驗(yàn)采用空載或低負(fù)載起動(dòng),起動(dòng)后加負(fù)載;當(dāng)電機(jī)超過(guò)額定轉(zhuǎn)速進(jìn)入弱磁區(qū)時(shí),適當(dāng)降低負(fù)載,以提高電機(jī)轉(zhuǎn)速,增大電機(jī)軸輸出功率。相對(duì)于牽引電動(dòng)機(jī),系統(tǒng)負(fù)載可表示為:由上述負(fù)載公式可知,制動(dòng)力矩正比于電機(jī)轉(zhuǎn)速,且與成反比。處理辦法:調(diào)整PI參數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果:電機(jī)可在母線電壓為312V下平穩(wěn)起動(dòng)。電機(jī)起動(dòng)時(shí),采用靜止勵(lì)磁方式,即先通入磁通坐標(biāo)軸上電流,待電機(jī)氣隙中建立一定的磁場(chǎng)后,再施加轉(zhuǎn)矩坐標(biāo)軸上電流。③ 運(yùn)用矢量控制軟件測(cè)試電機(jī)空載運(yùn)行情況,最高轉(zhuǎn)速、峰值功率及系統(tǒng)效率等。當(dāng)電機(jī)恒磁通運(yùn)行時(shí),取,為設(shè)計(jì)電感,在輸出轉(zhuǎn)矩不超過(guò)3倍的額定轉(zhuǎn)矩時(shí),變化較小,使實(shí)際轉(zhuǎn)子磁通變化不大。由于磁路飽和的影響,增大轉(zhuǎn)子磁通,則需要大大增加。由于受磁路飽和的影響,轉(zhuǎn)子磁通不能太高。實(shí)現(xiàn)框圖如下:磁通模
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