【正文】 ，經(jīng)過3／ 2 變換和按轉子磁鏈定向的同步旋轉變換，便得到一臺由 mi 和 ti 輸入，由 ? 輸出的直流電動機。以產(chǎn)生同樣的旋轉磁動勢為準則，在三相坐標系上的定子交流電流 Ai 、 Bi 、 Ci ，通過三相 —— 兩相變換可以等效成兩相靜止坐標系上的交流電流 ?i 和 ?i ，再通過同步旋轉變換，可以等效成同步旋轉坐標系上的直流電流 di 和 qi 。把這三個電流控制信號和由控制器得到的頻率信號 1? 加到電流控制的變頻器上，所輸出的是異步電動機調速所需的三相變頻電流。 二、 異步電動機矢量 控制系統(tǒng) 矢量控制系統(tǒng)原理 既然異步電動機經(jīng)過坐標變換可以等效成直流電動機，那么，模仿直流電動機的控制策略，得到直流電動機的控制量，再經(jīng)過相應的坐標反變換，就能夠控制異步電動機了。計算機仿真帶來的另一個優(yōu)點是在系統(tǒng)設計之初進行仿真，可以預測系統(tǒng)行為特性并可通過計算機來不斷修改系統(tǒng)參數(shù)直到獲得理想的系統(tǒng)特性。針對目前變頻器技術的兩種技術”矢量控制”及”直接轉矩控制’，上海大學的陳伯時教授在，交流變頻傳動控制的發(fā)展”的報告中，就兩種控制原理進行了深入的對比，得出了技術本身并無本質差別、各有優(yōu)缺點的結論。運算速度的提高以及各種針對運動控制的片內資源的豐富性使得以前看來無法實現(xiàn)的復雜的控制算法變得簡單起來，各種控制用微處理器的運算速度的提 高，片內資源的日益豐富，集成度的提高無一不促進交流調速系統(tǒng)數(shù)字化。同時各國學者也致力于無速度傳感器控制系統(tǒng)的研究，利用定子電流、電壓等容易檢測的物理量對電機的速度進行在線估計以取代速度傳感器。七十年代初期，西門子公司的 和WFlotor 提出了“感應電機磁場定向的控制原理”，通過 矢量旋轉變換和轉子磁場定向，將定子電流按轉子磁鏈空間方向分解成為勵磁分量和轉矩分量，這樣就可以達到對交流電機的磁鏈和電流分別控制的目的。這樣就不能通過簡 單的控制定子電流就可以控制電機的轉矩。 (3)無法應用在粉塵、腐蝕性氣體和易燃易爆的場合。在使用時由于換向器的存在， 調速系統(tǒng)的維護費時費力。因此直流電動機調速系統(tǒng)比較容易獲得優(yōu)良的動態(tài)性能。在 20 世紀 70 年代以前的很長一段時間內，直流調速占統(tǒng)治地位，交流調速系統(tǒng)的 方案雖然己有多種發(fā)明并得到實際應用，但其性能始終無法與直流調速系統(tǒng)相匹敵。而電能的生產(chǎn)、交換、傳輸、分配、使用和控制等，都必須利用電機來完成。 總之，由于直流電動機存在的這些 問題，使得直流電動機的應用受到了極大的限制，也使得直流調速系統(tǒng)的發(fā)展和應用受到相應的限制。 (2)為使直流電動機的機械式換向器能夠可靠的工作，往往要增大電樞和換向器的直徑，導致電機轉動慣量很大，對于要求快速響應的生產(chǎn)場合就不能夠實現(xiàn)。采用轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)可以獲得優(yōu)良的靜、動態(tài)調速特性，因此直流調速在很長時間以來 (20 世紀 80 年代以前 )一直占據(jù)主導地位。 關鍵詞 ： 異步電動機、矢量控制、 MATLAB 仿真 Abstract ： Vector control(VC) is based on motor unification principle,energy conversion and vector coordinate transformation transforming coordinate, The stator current is deposing two DC parts which orientated as the rotator magic field and controlled magic flux and torque are decoupled. It controls the asynchronous motor as a synchronous way. This paper does some research works of the asynchronous motor flux vector control closedloop research and exploration. Through the space vector coordinate transformation, and the modeling of system,including DC power supply, inverter, AC motor, rotor flux current model, the ASR, ATR,AΨR and modules. And the control system is MATLAB/Simulink analysis. Key Words： Asynchronous Motor,Vector Control,MATLAB Simulation 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 一、 緒論 交直流調速系統(tǒng)的相關概念及比較 交流調速系統(tǒng)是以交流電動機作為控制對象的電力傳動自動控制系統(tǒng)。課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 異步電動機矢量控制系統(tǒng)的仿真模型設計 中文摘要 ： 矢量控制是在電機統(tǒng)一理論、機電能量轉換和坐標變換理論的基礎上發(fā)展起來的，它的思想就是將異步電動機模擬成直流電動機來控制，通過坐標變換，將定子電流矢量分解為按轉子磁場定向的兩個直流分量并分別加以控制，從而實現(xiàn)磁通和轉矩的解耦控制，達到直流電機的控制效果。并對控制系統(tǒng)進行了 MATLAB/Simulink 仿真分析。在額定轉速以上通過保持電樞電壓改變勵磁電流來實現(xiàn)恒功率調速。對于高轉速大功率 的電動機應用場合，直流調速方法是行不通的。 (4)由于電刷的電火花，直流電機也不能應用于易燃易爆的生產(chǎn)場合，對于多粉塵和多腐蝕性氣體的地方也不適用。 交流調速系統(tǒng)的歷史和現(xiàn)狀 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 電能是現(xiàn)代社會最廣泛使用的一種能量形式，具有生產(chǎn)和變 換比較經(jīng)濟、傳輸和分配比較容易，使用和控制比較方便的特點，因此成為國民經(jīng)濟各部門動力的主要來源。另一類機械如風機、水泵等為了減少運行損耗、節(jié)約電能也需要調速。對于直流電機而言，只需要改變電機的輸入電壓或勵磁電流，就可以在很廣的范圍內實現(xiàn)無級調速，而且在磁場恒定的條件下它的轉矩和電樞電流成正比，轉矩易于控制。 （ 1）首先電機的結構復雜，制造費時，價格昂貴。無法感應電機矢量控制系統(tǒng)的研究與仿真做成高速大容量的機組 。但是交流調速比較困難，與直流電機氣隙磁場有勵磁繞組產(chǎn)生，交流電機的氣隙磁場則是有定子繞組和轉子繞組共同產(chǎn)生，這就使得交流電機的電磁轉矩不課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 再與定子電流成正比關系。直到上世紀六七十年代電力電子技術和控制技術的相繼出現(xiàn)和飛速發(fā)展最終促成高性能可與直流調速系統(tǒng)相媲美的交流調速系統(tǒng)的出現(xiàn)，到目前交流調速在電力拖動中已占據(jù)主導地位。因此 DTC 無需對定子電流進行解藕， 不需要復雜的矢量變換計算，控制結構簡單，目前也是矢量控制研究的一個重要分支。 總的來說，由于電力電子器件的飛速發(fā)展，各種價格便宜，性能優(yōu)越的微處理器芯片的不斷涌現(xiàn)如 :適合運動控制的 16位高檔單片機以及德州儀器的TMS240X 系列 DSP 芯片，促進了交流調速系統(tǒng)從模擬控制系統(tǒng)向 數(shù)字控制系統(tǒng)的轉變。這兩種方案作為高性能的調速系統(tǒng)，都能實現(xiàn)較高的靜、動態(tài)性能，但兩種系統(tǒng)的具體控制方法不一樣，因而具有不同的特色和課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 優(yōu)缺點，除了 普遍適用于高性能調速以外，又各有所側重的應用領域。通過建立計算機仿真模型，在人為的模擬環(huán)境下通過計算機的仿真運行，就可以模擬替代真實電機在工作現(xiàn)場的運行實驗條件，并得到可靠的數(shù)據(jù)，節(jié)約了研究時間和費用。 （ 2）構建異步電動機磁鏈閉環(huán)矢量控制調速系統(tǒng)各模塊的仿真模型。圖中的給定和反饋信號經(jīng)過類似于直流調速系統(tǒng)所用的控制器，產(chǎn)生勵磁電流的給定信號 *mi 和電樞電流的給定信號 *ti ，經(jīng)過反旋轉變換1?VR 一得到 *?i 和 *?i ，再經(jīng)過 2／ 3變換得到 *Ai 、 *Bi 和 *Ci 。 坐標變換的基本思路 坐標變換的目的是將交流電動機的 物理模型變換成類似直流電動機的模式，這樣變換后，分析和控制交流電動機就可以大大簡化。從整體上看，輸人為A， B， C 三相電壓，輸出為轉速 ? ，是一臺異步電動機。而 ? ,? 則表示電機參量分解的靜止兩相坐標系。 )2121(60c os60c os3030332 iiiiiii CBACBA NNNNN ??????? （ 21）