基于matlab異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)的仿真(編輯修改稿)
2024-07-20 17:57 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，主要是控制轉(zhuǎn)速的變化率。顯然，通過(guò)控制就能控制，因此調(diào)速的動(dòng)態(tài)特性取決于其對(duì)的控制能力。電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率s很小，因此也很小，轉(zhuǎn)矩的近似表達(dá)式為： （7）式中：為電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)常數(shù)，為氣隙磁通，為折算到定子邊的轉(zhuǎn)子電阻。只要能夠保持不變，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就與近似成正比，即控制就能控制，也就能控制，與直流電動(dòng)機(jī)通過(guò)控制電流即可控制轉(zhuǎn)矩類(lèi)似?？刂妻D(zhuǎn)差頻率就代表控制轉(zhuǎn)矩，這就是轉(zhuǎn)差頻率控制的基本概念。 把轉(zhuǎn)矩特性（即機(jī)械特性）：畫(huà)在下圖中：圖21 按恒Φm值控制的 Te=f (ws ) 特性可以看出：在ws 較小的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行段上，轉(zhuǎn)矩 Te基本上與ws 成正比，當(dāng)Te 達(dá)到其最大值Temax 時(shí)，ws 達(dá)到wsmax值。由相關(guān)公式可以得到： （8） （9）在轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)中，只要給ws 限幅，使其限幅值為： ， 就可以基本保持 Te與ws 的正比關(guān)系，也就可以用轉(zhuǎn)差頻率控制來(lái)代表轉(zhuǎn)矩控制。這是轉(zhuǎn)差頻率控制的基本規(guī)律之一。上述規(guī)律是在保持Fm恒定的前提下才成立的，于是問(wèn)題又轉(zhuǎn)化為，如何能保持Fm 恒定？我們知道，按恒 Eg/w1 控制時(shí)可保持Fm恒定。在等效電路中可得： （10）由此可見(jiàn)，要實(shí)現(xiàn)恒 Eg/w1控制，須在Us/w1 = 恒值的基礎(chǔ)上再提高電壓 Us 以補(bǔ)償定子電流壓降。如果忽略電流相量相位變化的影響，不同定子電流時(shí)恒 Eg/w1 控制所需的電壓頻率特性 Us = f (w1, Is)?？偨Y(jié)起來(lái)，轉(zhuǎn)差頻率控制的規(guī)律是：（1）在 ws ≤ wsm 的范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)矩 Te 基本上與 ws 成正比，條件是氣隙磁通不變。（2）在不同的定子電流值時(shí)，按函數(shù)關(guān)系 Us = f (w1 , Is) 控制定子電壓和頻率，就能保持氣隙磁通Fm恒定。 轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)組成頻率控制——轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出信號(hào)是轉(zhuǎn)差頻率給定 ws* ，與實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)速信號(hào)w 相加，即得定子頻率給定信號(hào) w1* ，即 電壓控制——由 w1和定子電流反饋信號(hào) Is 從微機(jī)存儲(chǔ)的 Us = f (w1 , Is) 函數(shù)中查得定子電壓給定信號(hào) Us* ，用 Us* 和 w1* 控制PWM電壓型逆變器，即得異步電機(jī)調(diào)速所需的變壓變頻電源。公式所示的轉(zhuǎn)差角頻率 ws*與實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)速信號(hào)w 相加后得到定子頻率輸入信號(hào) w1* 這一關(guān)系是轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)突出的特點(diǎn)或優(yōu)點(diǎn)。它表明，在調(diào)速過(guò)程中，定子頻率w1隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 w 同步地上升或下降，有如水漲而船高，因此加、減速平滑而且穩(wěn)定。同時(shí)，由于在動(dòng)態(tài)過(guò)程中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR飽和，系統(tǒng)能用對(duì)應(yīng)于 wsm 的限幅轉(zhuǎn)矩Tem 進(jìn)行控制，保證了在允許條件下的快速性。由此可見(jiàn)，轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制的交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)能夠像直流電機(jī)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)那樣具有較好的靜、動(dòng)態(tài)性能，是一個(gè)比較優(yōu)越的控制策略，結(jié)構(gòu)也不算復(fù)雜。然而，它的靜、動(dòng)態(tài)性能還不能完全達(dá)到直流雙閉環(huán)系統(tǒng)的水平，存在差距的原因有以下幾個(gè)方面：（1）在分析轉(zhuǎn)差頻率控制規(guī)律時(shí)，是從異步電機(jī)穩(wěn)態(tài)等效電路和穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩公式出發(fā)的，所謂的“保持磁通 Fm恒定”的結(jié)論也只在穩(wěn)態(tài)情況下才能成立。在動(dòng)態(tài)中 Fm如何變化還沒(méi)有深入研究，但肯定不會(huì)恒定，這不得不影響系統(tǒng)的實(shí)際動(dòng)態(tài)性能。（2）Us = f (w1 , Is) 函數(shù)關(guān)系中只抓住了定子電流的幅值，沒(méi)有控制到電流的相位，而在動(dòng)態(tài)中電流的相位也是影響轉(zhuǎn)矩變化的因素。（3）在頻率控制環(huán)節(jié)中，取，使頻率得以與轉(zhuǎn)速同步升降，這本是轉(zhuǎn)差頻率控制的優(yōu)點(diǎn)。然而，如果轉(zhuǎn)速檢測(cè)信號(hào)不準(zhǔn)確或存在干擾，也就
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