【正文】 ??? ? ???? ? ???? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?量控制系統(tǒng) 圖 826 按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量運(yùn)算器 量控制系統(tǒng) 圖 827 按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng) 量控制系統(tǒng) ?系統(tǒng)到達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí) ， 電壓方程為 ?當(dāng)負(fù)載增加時(shí) ， 定子電流增大 ， 使定子磁鏈和反電動(dòng)勢(shì)加大 ， 迫使定子電壓升高 。 ?轉(zhuǎn)子中的阻尼繞組 、 定子繞組電阻及漏抗對(duì)系統(tǒng)性能有一定影響 。 隙磁鏈定向矢量控制系統(tǒng) ?同步電動(dòng)機(jī)氣隙磁鏈?zhǔn)侵概c定子和轉(zhuǎn)子交鏈的主磁鏈 ， 沿 dq軸分解得在 dq坐標(biāo)系的表達(dá)式 ?氣隙磁鏈?zhǔn)噶靠梢杂闷浞岛徒嵌葋?lái)表示 sqmgqfmsdmgdiLILiL?????22gqg gdj a rctgjg g g d g qee???? ? ?? ? ?ψ隙磁鏈定向矢量控制系統(tǒng) ?定子磁鏈 ?電磁轉(zhuǎn)矩 gqsqlssqmsqlssqgdsdlsfmsdmsdlssdiLiLiLiLILiLiL?????????????)( sdgqsqgdpe iinT ?? ??隙磁鏈定向矢量控制系統(tǒng) ?定義 mt坐標(biāo)系 ， 使 m軸與氣隙合成磁鏈?zhǔn)噶恐睾?， t軸與 m軸正交 。 ?定子電壓方程 sdsqsqssqsqsdsdssddtdiRudtdiRu????????????態(tài)數(shù)學(xué)模型 ?在 dq兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系上的磁鏈方程為 rqrqsqmqrqrdrdfmdsdmdrdrdmdffsdmdfrqmqsqsqsqrdmdfmdsdsdsdiLiLiLILiLiLILiLiLiLiLILiL??????????????????態(tài)數(shù)學(xué)模型 ?同步電動(dòng)機(jī)在 dq坐標(biāo)系上的轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)方程分別為 )( sdsqsqsdpe iinT ?? ??LpsdsqsqsdpLep TJniiJnTTJndtd ????? )()( 2 ???態(tài)數(shù)學(xué)模型 ?轉(zhuǎn)矩方程整理后得 ()()e p m d f s q p s d s q s d s qp m d r d s q m q r q s dT n L I i n L L i in L i i L i i? ? ???態(tài)數(shù)學(xué)模型 ?第一項(xiàng)是轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)和定子電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)矩分量相互作用所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，是同步電動(dòng)機(jī)主要的電磁轉(zhuǎn)矩。 機(jī)的自控變頻調(diào)速系統(tǒng) 圖 817 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 ?通過(guò)坐標(biāo)變換，把同步電動(dòng)機(jī)等效成直流電動(dòng)機(jī)，再模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制方法進(jìn)行控制。 ?梯形波永磁自控變頻同步電動(dòng)機(jī)即無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī) —— 以梯形波永磁同步電動(dòng)機(jī)為核心的自控變頻同步電動(dòng)機(jī)，性能更接近于直流電動(dòng)機(jī)。 ?采用 PWM逆變器 ， 既完成變頻 ， 又實(shí)現(xiàn)調(diào)壓 。 ?也可以采用轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的矢量控制或直接轉(zhuǎn)矩控制。 mNss SkNfU 1? 同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 圖 86 同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速機(jī)械特性 基頻以下 m a x3 ssedmEUTx ??? 常 數(shù)基頻以上 m a x13 11s N sem d mUETxn??? ? ?速系統(tǒng) ?他控變頻調(diào)速的特點(diǎn)是電源頻率與同步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速無(wú)直接的必然聯(lián)系 。梯形波永磁同步電動(dòng)機(jī)構(gòu)成的自控變頻同步電動(dòng)機(jī)又稱作無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，縮寫為BLDM。 ?同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子有獨(dú)立勵(lì)磁，在極低的電源頻率下也能運(yùn)行，同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍比異步電動(dòng)機(jī)更寬。 隨著變頻技術(shù)的發(fā)展 ， 同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛 。 ?同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速可分為自控式和他控式兩種 ， 適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)合 。 同步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) ?異步電動(dòng)機(jī)要靠加大轉(zhuǎn)差才能提高轉(zhuǎn)矩，而同步電機(jī)只須加大功角就能增大轉(zhuǎn)矩，同步電動(dòng)機(jī)比異步電動(dòng)機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)具有更強(qiáng)的承受能力，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。 同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩角特性 ?在忽略定子電阻時(shí) ， 同步電動(dòng)機(jī)從定子側(cè)輸入的電磁功率 1 3 c o s 3 c o s ( )3 c o s c o s 3 s i n s i nM s s s ss s s sP P U I U IU I U I? ? ?? ? ? ?? ? ? ??? 同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩角特性 圖 81 凸極同步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行相量圖 ????s i nc o sc o ss i nssqqsssddssqssdUIxUEIxIIII????? 同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩角特性 ?電磁功率 223 c os c os 3 s i n s i n3 c os 3 s i ns i n ( c os )3 c os 3 s i n113 s i n 3 ( ) c os s i n3 ( )3s i n s i n 22M s s s ss s q s s ds s sssqdsssd q ds d qssd d qP U I U IU I U IU E UUUxxEUUx x xU x xUEx x x? ? ? ???????? ? ??????????? ? ???? 同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩角特性 ?電磁轉(zhuǎn)矩 ????2s i n2)(3s i n32qdmqdsdmsse xxxxUxEUT ????第 1部分由轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生 ， 是同步電動(dòng)機(jī)的主轉(zhuǎn)矩； ?第 2部分由于磁路不對(duì)稱產(chǎn)生 ， 稱作磁阻反應(yīng)轉(zhuǎn)矩 。 ?控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)多臺(tái)同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速 。 速系統(tǒng) 圖 88 變壓變頻器供電的同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 速系統(tǒng) ?他控變頻同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)變頻器的輸出頻率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速或位置無(wú)直接的關(guān)系 ，若控制不當(dāng) ， 仍然會(huì)造成失步 。 ?可控整流器就可以用不可控整流器 ， 或直接由直流母線供電 ， 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 只需一套可控功率單元 。但沒(méi)有電刷，故稱無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)。 ?在同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)中，為了準(zhǔn)確地定向，需要檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置。 ?第二項(xiàng)是由凸極效應(yīng)造成的磁阻變化在電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)作用下產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，稱作反應(yīng)轉(zhuǎn)矩或磁阻轉(zhuǎn)矩。 ?將定子三相電流合成矢量和勵(lì)磁電流矢量沿m、 t軸分解為勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量 ， 隙磁鏈定向矢量控制系統(tǒng) 圖 820 可控勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)空間矢量圖 隙磁鏈定向矢量控制系統(tǒng) ?勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分