【正文】 控制回路仿真模型圖，314，得到定子磁鏈觀測器的模型： ，建立定子側(cè)功率計算模型： 、211，可得到如下的2r/3s封裝圖： 2r/3s仿真模型、212，可得如下的3s/2r封裝圖： 3s/2r封裝圖 轉(zhuǎn)速 定子側(cè)功率因數(shù)、無功功率、有功功率（由上自下） 轉(zhuǎn)子電流d軸、q軸分量給定值（由上自下） 轉(zhuǎn)子電流d軸、q軸分量實際值（由上自下） 定子電流仿真波形圖 轉(zhuǎn)子電流仿真波形圖由以上波形可以看出，雙饋電機(jī)能在次同步、超同步狀態(tài)下運行，并且響應(yīng)迅速。他實事求是的品質(zhì)、一絲不茍的工作精神，使我難以忘懷，必將終身收益。 致謝 這次的畢業(yè)論文能夠順利的完成，要歸功于所有指導(dǎo)過我的老師和給了我?guī)椭耐瑢W(xué)。外環(huán)采用定子側(cè)無功功率、轉(zhuǎn)速作為控制目標(biāo)，使用的是PI控制器。所以只要確定與靜止A相之間的夾角。 （5）采用定子磁鏈作為定向矢量 把定子磁鏈作為定向矢量時，它具有最少的交叉耦合量是它的優(yōu)勢，且轉(zhuǎn)矩表達(dá)式較簡潔，是2個標(biāo)量相乘，在直接通道中，僅有一個磁鏈分量，表達(dá)式簡單，并不存在非線性表達(dá)式，即使電網(wǎng)電壓發(fā)生改變時，仍然能夠較好地控制轉(zhuǎn)矩量。 （4）運動方程 雙饋電機(jī)在d、q坐標(biāo)系下的運動方程為： （219）其中，TL 為負(fù)荷轉(zhuǎn)矩。定子三相繞組軸線A、B、C在空間上是固定的，以A軸為參考軸，轉(zhuǎn)子繞組軸線a、b、c隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子a軸和定子A軸間的電角度θ為空間角位移變量，轉(zhuǎn)子本體相對于定子本體的旋轉(zhuǎn)電角速度。由于轉(zhuǎn)子側(cè)串入附加電動勢極性和大小的不同，因此電機(jī)有五種運行工況：電機(jī)在次同步轉(zhuǎn)速下作電動運行、電機(jī)在超同步轉(zhuǎn)速下作電動運行、電機(jī)在反轉(zhuǎn)時作倒拉制動運行、電機(jī)在超同步轉(zhuǎn)速下作回饋制動運行、電機(jī)在次同步轉(zhuǎn)速下作回饋制動運行。目前常用的變頻器有交交變頻器、交直交變頻器等。然后在此基礎(chǔ)上建立雙饋電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，利用坐標(biāo)變換簡化數(shù)學(xué)模型，最后推導(dǎo)出在dq坐標(biāo)系下雙饋電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，為后面研究控制策略奠定了基礎(chǔ)。在雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，矢量控制的基本方法是通過對雙饋電機(jī)的定子電流進(jìn)行分解，即分解為勵磁電流與轉(zhuǎn)矩電流，同時對這兩個量的幅值與相位獨立地控制，從而實現(xiàn)定子電流矢量的控制。通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子端勵磁電流幅值大小、相位以及頻率，可以使得雙饋電機(jī)在電動狀態(tài)或發(fā)電狀態(tài)下運行，同時轉(zhuǎn)速的大小也可以調(diào)節(jié)，且定子端輸出的電壓和頻率可以保持不變，因此，它在提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性時又可以調(diào)節(jié)電網(wǎng)的功率因數(shù)。 本文主要研究雙饋電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)控制策略及其仿真。德國西門子、日本東芝和三菱、俄羅斯哈爾科夫電機(jī)制造公司已經(jīng)制造了一系列的雙饋電動機(jī)，例如：哈爾科夫公司已經(jīng)生產(chǎn)了315kW 至 2000kW 的不同種類的雙饋電動機(jī)，而且已經(jīng)大量運用于各種交流調(diào)速傳動領(lǐng)域中(如風(fēng)機(jī)、泵類等負(fù)載)。其中，定子電壓定向和定子磁鏈定向比較常用。當(dāng)雙饋電機(jī)以電動狀態(tài)運行時，它從電網(wǎng)吸收電功率，負(fù)載的運行主要依靠在軸上輸出的機(jī)械功率來承擔(dān)。雖然大功率交交變頻器應(yīng)用非常廣泛，由于它具有輸出功率因數(shù)不高、諧波含量多、輸出頻率不高、較窄的變化范圍、以及需要使用的元器件數(shù)量較多等不足使它的應(yīng)用受到了一定范圍內(nèi)的限制。 CU 圖 功率流程圖 （2）電機(jī)在超同步轉(zhuǎn)速下作電動運行 假設(shè)電機(jī)作電動運行，轉(zhuǎn)子側(cè)串入了同相的附加電動勢+Eadd，軸上拖動恒轉(zhuǎn)矩的反抗性負(fù)載。(3)轉(zhuǎn)矩方程傳動系統(tǒng)的運動方程為: (24) (4)運動方程 傳動系統(tǒng)的運動方程為: (25) 式中： ——負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩； J——機(jī)組的轉(zhuǎn)動慣量； D——與轉(zhuǎn)速成正比的轉(zhuǎn)矩阻尼系數(shù)； K——扭轉(zhuǎn)彈性轉(zhuǎn)矩系數(shù)； P——極對數(shù)。如果觀察者站到鐵心上與坐標(biāo)系一起旋轉(zhuǎn)，他所看到的便是一臺直流電機(jī)，原交流電機(jī)的轉(zhuǎn)子總磁通織就是等效直流電機(jī)的磁通，M繞組相當(dāng)于直流電機(jī)的勵磁繞組，相當(dāng)于勵磁電流，T繞組相當(dāng)于偽靜止的電樞繞組，相當(dāng)于與轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流。根據(jù)上一章異步電動機(jī)在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型，把M軸與d軸重合，M軸為定子磁鏈的方向，則可以得到雙饋電機(jī)在MT坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。在得到、后，經(jīng)過坐標(biāo)變換得到，與，之間的關(guān)系表達(dá)式，列寫其變換矩陣如下： (313) (314)其中，為M軸與轉(zhuǎn)子a相軸線之間的夾角。在次同步狀態(tài)工作時，從雙饋電機(jī)定子端輸入功率，轉(zhuǎn)差功率由轉(zhuǎn)子側(cè)饋送到電網(wǎng)。在本文的選題、研究以及撰寫工作中劉老師耐心地指導(dǎo)我如何解決技術(shù)難題，如何找問題突破口，從而才使得我的課題在研究中進(jìn)展很順利。采用了定子磁鏈定向矢量控制技術(shù)對雙饋電機(jī)進(jìn)行控制，并使用 MATLAB 軟件對所采用的控制策略進(jìn)行驗證，在MATLAB 中simulink 環(huán)境下搭建了雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的模型并進(jìn)行了仿真，驗證了所選的控制策略的可行性。內(nèi)環(huán)反饋信號轉(zhuǎn)子電流、是通過電流傳感器將檢測得到的轉(zhuǎn)子電流通過一定坐標(biāo)變換得到的。忽略定子繞組電阻時，定子電壓超前90度電角度。 （4）采用轉(zhuǎn)子電流作為定向矢量 把轉(zhuǎn)子電流當(dāng)作定向矢量時，它的優(yōu)缺點與采用定子電流作為定向矢 量時的情況一樣，但是轉(zhuǎn)子電流作為定向矢量很少應(yīng)用在雙饋調(diào)速系統(tǒng)中。 （3）轉(zhuǎn)矩方程雙饋電機(jī)在d、q坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)矩方程為： （218）其中，Tem為電磁轉(zhuǎn)矩；np為電機(jī)的極對數(shù)。 無論電動機(jī)的轉(zhuǎn)子是繞線型的還是籠型的，都將它等效成三相繞線轉(zhuǎn)子，并折算到定子側(cè)，折算后的定子和轉(zhuǎn)子繞組匝數(shù)都相等。 在繞線轉(zhuǎn)子異步電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)引入一個可控的附加電動勢并改變其大小，就能夠?qū)崿F(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。 變頻器 在雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中,雙饋電機(jī)最大的優(yōu)點在于可以將轉(zhuǎn)差功率饋送至電網(wǎng)中，或者是由電網(wǎng)饋入,因此變頻器的選型與控制方式十分重要，是雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的核心部分，由于雙饋電機(jī)運行在不同的工況下，能量需要雙向流動，這樣對變頻器的要求就較高。第二章首先介紹了雙饋電機(jī)的工作原理，分析了雙饋電機(jī)在不同工況下的的功率分布情況。因此，很多學(xué)者開始對矢量控制進(jìn)行研究。雙饋電機(jī)的定子端與50Hz的大電網(wǎng)直接相連接，而轉(zhuǎn)子端與幅值、相位以及頻率均可調(diào)節(jié)的交流電源相連接。本文首先簡單地介紹了雙饋電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的基本工作原理，分析、討論了雙饋電動機(jī)在不同工況下運行時的功率流動關(guān)系，接著詳細(xì)地推導(dǎo)出雙饋電動機(jī)在三相靜止坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型。目前，美國、俄羅斯、澳大利亞等國家在創(chuàng)造無刷雙饋電機(jī)，并能應(yīng)用于交流調(diào)速或其他電力電子與電力傳動領(lǐng)域。 （2）采用直接轉(zhuǎn)矩控制 與矢量控制不一樣的在于直接轉(zhuǎn)矩控制不是通過控制磁鏈、電流等量來間接控制轉(zhuǎn)矩的，它是把轉(zhuǎn)矩直接作為需要控制的量，并結(jié)合定子磁鏈定向控制，實現(xiàn)直接控制定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩的。在雙饋調(diào)速時，雙饋電機(jī)的定子端直接接在 50Hz 的工頻電網(wǎng)上，轉(zhuǎn)子端直接接在幅值大小、相位以及頻率可調(diào)節(jié)的變頻器上。它比較適合應(yīng)用在傳統(tǒng)的大功率電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中。我們知道，只要不斷增加+Eadd，就能夠增大電機(jī)的