【正文】 量與在 dq坐標(biāo)系中相應(yīng)分量的關(guān)系 c o s sinsin c o sg g s dsmg g s qstiiii????? ? ? ???? ? ? ? ??? ??? ? ? ? ?c o s sinsin c o s 0fm g g fft g gi Ii????? ? ? ? ???? ? ? ? ??? ??? ? ? ?隙磁鏈定向矢量控制系統(tǒng) ?按氣隙磁鏈定向 ?由此導(dǎo)出 c o s s ins in c o s 0g m g g g d m s m m f m mgg t g g g q m s t m f tL i L i LiL i L i? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ???? ??? ? ? ? ? ? ? ?ftstfmsmgiiiii????隙磁鏈定向矢量控制系統(tǒng) ?同步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 ?按氣隙磁鏈定向后 ， 同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩公式與直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩表達(dá)式相同 。 ?實(shí)際系統(tǒng)矢量運(yùn)算器的算法要復(fù)雜得多 。 ?定子電壓矢量和電流矢量的夾角也會(huì)增大 ，造成功率因數(shù)降低 。 可控勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng) ?可控勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)定子磁鏈 ?按定子定向磁鏈坐標(biāo)系 （ 仍稱作 mt坐標(biāo)系 ） ， 使 m軸與定子合成磁鏈?zhǔn)噶恐睾?， t軸與 m軸正交 。 ?永磁同步電動(dòng)機(jī)一般沒有阻尼繞組 ， 轉(zhuǎn)子由永磁體材料構(gòu)成 ， 無勵(lì)磁繞組 。 ?當(dāng)定子電壓與電流都為三相對(duì)稱正弦時(shí) ， 電壓相量與電流相量的相位差等于合成矢量的夾角 ， 可得可控勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)空間矢量和時(shí)間相量圖 。 態(tài)數(shù)學(xué)模型 ?同步電動(dòng)機(jī)的電壓矩陣方程式 ????????????????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????rqrdfsqsdrqmqrdmdmdmdfmdmqsqmdmdsdrqrdfsqsdrqrdfmdmdssdmqsqsfsqsdiiIiidtdLLLLLLLLLLLLLiiIiiRRRLLRLLLRUuu00000000000000000000000000000?????態(tài)數(shù)學(xué)模型 ?運(yùn)動(dòng)方程 ?勵(lì)磁繞組的存在 ， 增加了狀態(tài)變量的維數(shù) ，提高了微分方程的階次 ， 而凸極效應(yīng)使得 d軸和 q軸參數(shù)不等 ， 增加了數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜性 。 態(tài)數(shù)學(xué)模型 ?作如下假定： （ 1）忽略空間諧波，設(shè)定子三相繞組對(duì)稱，所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)沿氣隙按正弦規(guī)律分布； （ 2）忽略磁路飽和，各繞組的自感和互感都是恒定的； （ 3）忽略鐵心損耗； （ 4）不考慮頻率變化和溫度變化對(duì)繞組電阻的影響。 機(jī)的自控變頻調(diào)速系統(tǒng) ?無刷直流電動(dòng)機(jī)實(shí)質(zhì)上是一種特定類型的永磁同步電動(dòng)機(jī) ， 轉(zhuǎn)子磁極采用瓦形磁鋼 ，經(jīng)專門的磁路設(shè)計(jì) ， 可獲得梯形波的氣隙磁場(chǎng) ， 感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)也是梯形波的 。 ?把電動(dòng)機(jī)和逆變器 、 轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器 BQ合起來看 ， 如同是一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī) 。 圖 89 自控變頻同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速原理圖 UI—— 逆變器 BQ—— 轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器 需要兩套可控功率單元，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 制的同步電動(dòng)機(jī)群調(diào)速系統(tǒng) ?多臺(tái)永磁或磁阻同步電動(dòng)機(jī)并聯(lián)接在公共的變頻器上，由統(tǒng)一的頻率給定信號(hào)同時(shí)調(diào)節(jié)各臺(tái)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 ??? ??2 同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) ?當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)在工頻電源下起動(dòng)時(shí)，定子磁動(dòng)勢(shì)以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速具有較大的滯后，不能快速跟上同步轉(zhuǎn)速； ?在一個(gè)周期內(nèi)，電磁轉(zhuǎn)矩的平均值等于零，故同步電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)。 ?可控勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)子側(cè)有獨(dú)立的直流勵(lì)磁，可以通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的直流勵(lì)磁電流，改變輸入功率因數(shù)，可以滯后，也可以超前。 ?討論同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的機(jī)械特性 。 ?同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速恒等于同步轉(zhuǎn)速 ，所以同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速只能是變頻調(diào)速 。 ?同步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速恒等于同步轉(zhuǎn)速 ，機(jī)械特性硬 1116 0 6 02ppfnnn???? 同步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) ?同步電動(dòng)機(jī)有隱極與凸極之分。 氣隙磁場(chǎng)分布 ?正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī) —— 磁極采用永磁材料，輸入三相正弦波電流時(shí)，氣隙磁場(chǎng)為正弦分布，稱作正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)，或簡(jiǎn)稱永磁同步電動(dòng)機(jī)縮寫為 PMSM。 pnfnn 1160?? 同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 ?忽略定子漏阻抗壓降 ， 則定子電壓 ?同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的電壓頻率特性與異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速相同 。 制的同步電動(dòng)機(jī)群調(diào)速系統(tǒng) 圖 87 多臺(tái)同步電動(dòng)機(jī)的恒壓頻比控制調(diào)速系統(tǒng) 速系統(tǒng) ?可以采用恒壓頻比控制，在起動(dòng)過程中，同步電動(dòng)機(jī)定子電源頻率按斜坡規(guī)律變化，將動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)差限制在允許的范圍內(nèi)，以保證同步電動(dòng)機(jī)順利起動(dòng)。 ?調(diào)速時(shí)改變直流電壓 ， 轉(zhuǎn)速將隨之變化 ，逆變器的輸出頻率自動(dòng)跟蹤轉(zhuǎn)速 。 ?無換向器電動(dòng)機(jī) —— 由于采用電子換相取代了機(jī)械式的換向器，多用于帶直流勵(lì)磁的同步電動(dòng)機(jī)。 ?換相時(shí)電流波形不可能突跳 ， 其波形實(shí)際上只能是近似梯形的 ， 因而通過氣隙傳送到轉(zhuǎn)子的電磁功率也是梯形波 。 ?阻尼繞組是多導(dǎo)條類似籠型的繞組 ， 等效成在 d軸和 q軸各自短路的兩個(gè)獨(dú)立的繞組 。 隙磁鏈定向矢量控制系統(tǒng) ?保持同步電動(dòng)機(jī)的氣隙磁鏈恒定 ， 采用按氣隙磁鏈定向 。 一般說來 ， 希望功率因數(shù) g s m fmi i i??c os 1 , 2s ????? 0?smi隙磁鏈定向矢量控制系統(tǒng) ?按氣隙磁鏈定向 22122s sm ststssmf fm ftft stgfm fmi i iitgiI i ii iar c t g ar c t gii???????????隙磁鏈定向矢量控制系統(tǒng) ?以 A軸為參考坐標(biāo)軸 ， 則 d軸的位置角為 可以通過電機(jī)軸上的位置傳感器 BQ測(cè)得或通過轉(zhuǎn)速積分得到 。 ?永磁同步電動(dòng)機(jī)可以與一般的電勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)等效，唯一的差別是虛擬勵(lì)磁電流恒定