轉(zhuǎn)差頻率矢量控制系統(tǒng)仿真畢業(yè)論文-全文預(yù)覽
【正文】 的建立 根據(jù)轉(zhuǎn)差頻率矢量控制的基本概念和系統(tǒng)的原理框圖，構(gòu)建轉(zhuǎn)差頻率矢量控制調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型，其主電路采用交一直一交電路，輸出三相交流電壓拖動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)。3轉(zhuǎn)差頻率矢量控制系統(tǒng)構(gòu)建交流異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差頻率矢量控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖31所示。在動(dòng)態(tài)中 Fm如何變化還沒(méi)有深入研究，但肯定不會(huì)恒定，這不得不影響系統(tǒng)的實(shí)際動(dòng)態(tài)性能。它表明，在調(diào)速過(guò)程中，定子頻率w1隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 w 同步地上升或下降，有如水漲而船高，因此加、減速平滑而且穩(wěn)定。（2）在不同的定子電流值時(shí)，按上圖的函數(shù)關(guān)系 Us = f (w1 , Is) 控制定子電壓和頻率，就能保持氣隙磁通Fm恒定。如果忽略電流相量相位變化的影響，不同定子電流時(shí)恒 Eg/w1 控制所需的電壓頻率特性 Us = f (w1, Is) 如圖22所示。由相關(guān)公式可以得到： （7） （8）在轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)中，只要給ws 限幅，使其限幅值為： ， 就可以基本保持 Te與ws 的正比關(guān)系，也就可以用轉(zhuǎn)差頻率控制來(lái)代表轉(zhuǎn)矩控制。電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率s很小，因此也很小，轉(zhuǎn)矩的近似表達(dá)式為： （6）式中：為電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)常數(shù)，為氣隙磁通，為折算到定子邊的轉(zhuǎn)子電阻。異步電動(dòng)機(jī)的基本方程式為： （1） （2） （3） （4）式中：、分別為轉(zhuǎn)子電流的轉(zhuǎn)矩分量和勵(lì)磁分量；、分別為定、轉(zhuǎn)子電感；為轉(zhuǎn)子總磁鏈；為轉(zhuǎn)差角頻率；為轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)；為電磁轉(zhuǎn)矩；為異步電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)；P為微分算子；為定子繞組漏感。由于直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電流成正比關(guān)系，控制電流即可控制轉(zhuǎn)矩控制，較易實(shí)現(xiàn)，而交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制比真流電動(dòng)機(jī)要復(fù)雜。 綜合以上：矢量控制無(wú)非就四個(gè)知識(shí)：等效電路、磁鏈方程、轉(zhuǎn)矩方程、坐標(biāo)變換（包括靜止和旋轉(zhuǎn)）?！ ∽詈笤俳?jīng)過(guò)２/３變換，產(chǎn)生三相交流電去控制電機(jī)，這樣就獲得了良好的性能。鑒于電機(jī)參數(shù)有可能發(fā)生變化，會(huì)影響變頻器對(duì)電機(jī)的控制性能，目前新型矢量控制通用變頻器中已經(jīng)具備異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)辨識(shí)、自適應(yīng)功能，帶有這種功能的通用變頻器在驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)之前可以自動(dòng)地對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)，并根據(jù)辨識(shí)結(jié)果調(diào)整控制算法中的有關(guān)參數(shù)，從而對(duì)普通的異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行有效的矢量控制。這樣就可以將一臺(tái)三相異步電機(jī)等效為直流電機(jī)來(lái)控制，因而獲得與直流調(diào)速系統(tǒng)同樣的靜、動(dòng)態(tài)性能。矢量控制實(shí)現(xiàn)的基本原理是通過(guò)測(cè)量和控制異步電動(dòng)機(jī)定子電流矢量，根據(jù)磁場(chǎng)定向原理分別對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行控制，從而達(dá)到控制異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。但直流電動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上存在難以克服的缺點(diǎn)，即存在電刷和機(jī)械換向器，使得直流電動(dòng)機(jī)事故率高，維修工作量大，容量受到換向條件的制約，而交流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)小，堅(jiān)固耐用，事故率低，容易維護(hù)，因此２０世紀(jì)８０年代以后，交流調(diào)速技術(shù)開始迅速發(fā)展，并陸續(xù)出現(xiàn)了一些先進(jìn)可靠的交流調(diào)速技術(shù)，首先是變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)（ＶＶＶＦ），后來(lái)出現(xiàn)了轉(zhuǎn)差頻率矢量控制，無(wú)速度傳感中矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制（ＤＴＣ）等。在１９世紀(jì)，高性能的可調(diào)速傳動(dòng)控制大多采用直流電動(dòng)機(jī)。１轉(zhuǎn)差頻率矢量控制概述由于異步電機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型是一個(gè)高階、非線性、強(qiáng)耦合的多變量系統(tǒng)。矢量控制方式又有基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式、無(wú)速度傳感器矢量控制方式和有速度傳感器的矢量控制方式等。由于矢量控制方式所依據(jù)的是準(zhǔn)確的被控異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)，有的通用變頻器在使用時(shí)需要準(zhǔn)確地輸入異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)，有的通用變頻器需要使用速度傳感器和編碼器?！ ∪缓螅幸恍┳鴺?biāo)變換，首先通過(guò)３/２變換，變成靜止的dq坐標(biāo)，然后通過(guò)前面的磁鏈方程產(chǎn)生的單位矢量來(lái)得到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下的類似于直流機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流分量和磁場(chǎng)電流分量，這樣就實(shí)現(xiàn)了解耦控制，加快了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。通過(guò)控制轉(zhuǎn)子磁鏈，然后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場(chǎng)兩個(gè)分量，經(jīng)坐標(biāo)變換，實(shí)
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