異步電機(jī)矢量控制-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 在異步電機(jī)的高性能控制方法中，保證矢量控制方法有效性的一個(gè)重要條件是對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的準(zhǔn)確測(cè)量，卻不希望安裝轉(zhuǎn)速傳感器，所以無(wú)速度傳感器的矢量控制方法引起廣泛的關(guān)注。(3)設(shè)計(jì)了異步電動(dòng)機(jī)直接矢量控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步分析了各個(gè)結(jié)構(gòu)部分的原理，對(duì)各個(gè)子模塊的構(gòu)建進(jìn)行了詳細(xì)敘述。 坐標(biāo)變換的基本思路坐標(biāo)變換的目的是將交流電動(dòng)機(jī)的物理模型變換成類似直流電動(dòng)機(jī)的模式，這樣變換后，分析和控制交流電動(dòng)機(jī)就可以大大簡(jiǎn)化。從結(jié)構(gòu)圖內(nèi)部看，經(jīng)過(guò)3／2變換和按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的同步旋轉(zhuǎn)變換，便得到一臺(tái)由和輸入，由輸出的直流電動(dòng)機(jī)。每一個(gè)坐標(biāo)軸上的磁動(dòng)勢(shì)分量，可以通過(guò)在此坐標(biāo)軸的電流i與電機(jī)在此軸上的匝數(shù)N的乘積來(lái)表示。從三相坐標(biāo)到兩相坐標(biāo)的變換，通常只是簡(jiǎn)化電機(jī)模型的第一步，為了滿足不同參考坐標(biāo)系的各個(gè)參量分量的分析，需要找出不同參考運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系的變換方程，下面推導(dǎo)從靜止坐標(biāo)系到運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系的變換公式。從圖中可以看出，假定固定坐標(biāo)系的兩相垂直電流與旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的兩相垂直的電流產(chǎn)生等效的、以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的合成磁動(dòng)勢(shì)，由于變換坐標(biāo)變換前后各個(gè)繞組的匝數(shù)相等，故能量恒定，因此變換前后的系數(shù)相等。 同理，經(jīng)過(guò)坐標(biāo)逆變換，也可以得到從兩相靜止坐標(biāo)系變換到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的變換矩陣： （114） 從上面電機(jī)的坐標(biāo)系變換中，可以看到，經(jīng)過(guò)3/2變換以及旋轉(zhuǎn)變換，可以將子三相繞組電流等效在空間任意角度坐標(biāo)系上。在不同控制方式中可將其等效在電機(jī)轉(zhuǎn)子上，還可等效在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)上，也可以等效于一個(gè)變量上，如電流，電壓，或者磁通等。由于進(jìn)行坐標(biāo)變換的是電流(代表磁動(dòng)勢(shì))的空間矢量，所以這樣通過(guò)坐標(biāo)變換實(shí)現(xiàn)的控制系統(tǒng)就稱為矢量控制系統(tǒng)(Vector Control System)，簡(jiǎn)稱VC系統(tǒng)。 矢量控制系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖在設(shè)計(jì)VC系統(tǒng)時(shí)，如果忽略變頻器可能產(chǎn)生的滯后，并認(rèn)為在控制器后面的反旋轉(zhuǎn)變換器與電機(jī)內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)變換環(huán)節(jié)VR相抵消，2／3變換器與電機(jī)內(nèi)部的3／2變換環(huán)節(jié)相抵消，剩下的就是直流調(diào)速系統(tǒng)了。如前所述，取d軸為沿轉(zhuǎn)子總磁鏈?zhǔn)噶康姆较?，稱作M(Magnetization)軸，再逆時(shí)針轉(zhuǎn)就是q軸，它垂直于矢量，又稱T(Torque)軸。式310還表明，與之問(wèn)的傳遞函數(shù)是一階慣性環(huán)節(jié)，其時(shí)間常數(shù)Tr為轉(zhuǎn)子磁鏈勵(lì)磁時(shí)間常數(shù)，當(dāng)勵(lì)磁電流分量突變時(shí)，的變化要受到勵(lì)磁慣性的阻撓，這和直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組的慣性作用是一致的。)便可與電機(jī)模型中的()對(duì)消，兩個(gè)子系統(tǒng)就完全解耦了。 a）b） 帶除法環(huán)節(jié)的解耦矢量控制系統(tǒng)a）矢量控制系統(tǒng) b）兩個(gè)等效的線性子系統(tǒng)4 轉(zhuǎn)速、磁鏈閉環(huán)控制的矢量控制系統(tǒng)對(duì)解耦后的轉(zhuǎn)速和磁鏈兩個(gè)獨(dú)立的線性子系統(tǒng)分別進(jìn)行閉環(huán)控制的系統(tǒng)稱作直接矢量控制系統(tǒng)。兩個(gè)子系統(tǒng)都是單變量系統(tǒng)，其調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)方法和直流調(diào)速系統(tǒng)相似。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出作為轉(zhuǎn)矩給定信號(hào)，弱磁時(shí)它也受到磁鏈給定信號(hào)的控制。定子繞組自感；轉(zhuǎn)子繞組自感；漏磁系數(shù)?，F(xiàn)給出其余部分的構(gòu)建模型?？梢钥闯鲈趩?dòng)時(shí)電機(jī)很快達(dá)到啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，并維持為恒定值，在達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行速度后，電機(jī)轉(zhuǎn)矩減小為負(fù)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速恒定。從圖中可以看出。異步電動(dòng)機(jī)定子單相電壓、電流波形如下：另外。二、介紹了矢量控制方法的磁場(chǎng)定向原理后，給出了按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向后的異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)器。由于水平和時(shí)問(wèn)的限制，論文還有很多不足之處。 Electrical Engineering Magazine, 2004, 21(4) : 20～22.[13] 杜金城,張少軍,:中國(guó)電力出版社，2004：21～25[14] 臧英杰,吳守箴,:中國(guó)鐵道出版社,1984:95～126[15] 李現(xiàn)兵,師宇杰,[16] :科學(xué)出版社,2003:220～241[17] ,2008[18] 徐中領(lǐng). ,45(1):45～54[19] 李華德，李擎，白晶．電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)，機(jī)械工業(yè)出版社，2009(2)：108～176[20] 陳伯時(shí)，陳敏遜．交流調(diào)速系統(tǒng)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998：30～130 [21] 陳伯時(shí)．電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003（3）：20～170[22] 何希才，姜余祥．電動(dòng)機(jī)控制電路應(yīng)用實(shí)例，中國(guó)電力出版社，2005：83～110[23] 李華德，白晶，李志民等．交流調(diào)速控制系統(tǒng)，電子工業(yè)出版社，2003(3)：109～127[24] 吳天明,謝小竹,:國(guó)防工業(yè)出版社，2004：1[25] ,機(jī)械工業(yè)出版社，2006：190～215 第 23 頁(yè) 共 24頁(yè)
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