【導(dǎo)讀】雙饋電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)由于具有可靠性高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，并且能夠通過(guò)。此被廣泛應(yīng)用于交流電機(jī)調(diào)速領(lǐng)域。本文首先簡(jiǎn)單地介紹。然后采用定子磁鏈定向，推導(dǎo)出雙饋電動(dòng)機(jī)在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系MT上的。本文采用雙饋電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與定子側(cè)無(wú)功功率作為外環(huán)控制目標(biāo)、轉(zhuǎn)子。電流在M、T軸上的分量作為內(nèi)環(huán)控制目標(biāo)的雙閉控制系統(tǒng)。超同步狀態(tài)下運(yùn)行。模型并進(jìn)行仿真分析，驗(yàn)證了所用控制策略的可行性。

　　

【正文】 s i n ()s i n ()32c o s ()32c o s (c o s32cbaMaMaMaMaMaMaTMiiiiii?????????? （ 320） 其中， Ma? 為 M 軸與轉(zhuǎn)子 a 軸之間的夾角， AaMaMa ??? ?? ，通過(guò)極坐PI sLLLR m)(11221 ??? *r? ]2122112 )([ Mmm iLLLLL ???? PII 11LLUm? _ _ 2Tu 2Ti 2*Ti JsDnp? PII emT LT _ ]2122112 )([ Mmm iLLLLL ??? ?? ? 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 23 標(biāo)變換可以得到夾角 2??? ?? sMa ( s? 是定子電壓與定子 A軸之間的夾角，本文中由定子電壓模型的定子磁鏈觀測(cè)器得到 )， Aa? 為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的角度，很容易測(cè)量計(jì)算。由此，可以得到雙饋電機(jī)整個(gè)系統(tǒng)的控制框圖如下圖所示： 圖 雙饋電機(jī)整個(gè)系統(tǒng)的控制框圖 在圖 中，給出了速度模式控制和電流模式 控制的基于定子磁鏈定向的雙饋電機(jī)控制策略，在這兩種模式控制下，內(nèi)外環(huán)均為電流環(huán)，并且都采用 PI 控制器。內(nèi)環(huán)反饋信號(hào)轉(zhuǎn)子電流 2Mi 、 2Ti 是通過(guò)電流傳感器將檢測(cè)得到的轉(zhuǎn)子電流通過(guò)一定坐標(biāo)變換得到的。外環(huán)采用定子側(cè)無(wú)功功率、轉(zhuǎn)速作為控制目標(biāo)，使用的是 PI 控制器。外環(huán)反饋信號(hào)無(wú)功功率 1Q 、 r? 是通過(guò) DSP 實(shí)時(shí)地計(jì)算得到的，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的角度 r? 是通過(guò)位置傳感器檢測(cè)得到的，采用這種雙閉環(huán)控制有利于提高整個(gè)系統(tǒng)的精確度。 PI 2r/3s 坐標(biāo) 變換 PI 逆變 器 PI PI PI 功率計(jì)算及 定子電流檢測(cè) spwm 轉(zhuǎn)子速度和 位置檢測(cè) Ma? 角計(jì)算 A BC C MA? *1Q 1Q *? ? Ma? 2*MI 2*TI MA? aI2* bI2* cI2* ai2 bi2 ci2 _ _ _ _ _ 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 24 4 雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的仿真 Simulink 下仿真模型的搭建 根據(jù)上章雙饋電機(jī)控制框圖在 MATLAB中的 simulink下搭建雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型 。 所給定雙饋電機(jī)參數(shù)如下：額定功率 nP =11000W，定子額定電壓nU =380V,定子頻率 nf =50Hz,定子阻抗 sR = ,定子漏感 lsL =，轉(zhuǎn)子阻抗 rR = ,轉(zhuǎn)子漏感 lrL =，互感 mL =，電機(jī)極對(duì)數(shù) P=4，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J= 。各仿真模塊如下圖： 圖 雙饋電機(jī)主電路仿真圖 圖 控制回路仿真模型圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 25 根據(jù) 節(jié)的內(nèi)容及式 313， 314，得到定子磁鏈觀測(cè)器的模型： 圖 定子磁鏈觀測(cè)器仿真圖 根據(jù) 節(jié)中的式 220，建立定子側(cè)功率計(jì)算模型： 圖 功率計(jì)算仿真圖 根據(jù) 節(jié)中的式 2 211，可得到如下的 2r/3s 封裝圖： 圖 2r/3s 仿 真模型 根據(jù) 節(jié)中的 2 212，可得如下的 3s/2r 封裝圖： 圖 3s/2r 封裝圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 26 圖 轉(zhuǎn)速 圖 定子側(cè)功率因數(shù)、無(wú)功功率、有功功率（由上自下） 00 . 20 . 40 . 60 . 8120246x 1 00 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 220246x 1 00 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 201002003004005006007008009001000 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 27 圖 轉(zhuǎn)子電流 d 軸、 q 軸分量給定值（由上自下） 圖 轉(zhuǎn)子電流 d軸、 q軸分量實(shí)際值（由上自下） 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 002040600 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 002040606543210120 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 2 0 1 001020 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 28 圖 定子電流仿真波形圖 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(yùn)行，并且響應(yīng)迅速。在次同步狀態(tài)工作時(shí)，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)。在超同步狀態(tài)工作時(shí)，雙饋電機(jī)的輸入功率由定子側(cè)，轉(zhuǎn)子側(cè)共同提供。在系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，并且無(wú)功功率實(shí)際值也基本接近于 0。由于速度環(huán) PI 調(diào)0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 8 0 6 0 4 0 2 00204060800 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 8 0 6 0 4 0 2 0020406080 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 29 節(jié)器的作用，轉(zhuǎn)子電流在 d、 q 軸的分量能夠快速地響應(yīng)外環(huán)的變化。轉(zhuǎn)子側(cè)電流在 時(shí)換向一次，接著在 1s 時(shí)又換向一次，并結(jié)合以上波形可 以看出，轉(zhuǎn)子電流的變化影響著轉(zhuǎn)速、定子側(cè)有功功率、定子側(cè)無(wú)功功率等的變化過(guò)程，與上章分析雙饋電機(jī)在 d、 q 軸上的數(shù)學(xué)模型的關(guān)系式是相吻合的，而且輸出轉(zhuǎn)子電流諧波含量少。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 30 5 總結(jié) 所謂雙饋電機(jī)是指將異步電機(jī)的定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組都與交流電網(wǎng)或含電動(dòng) 勢(shì)的回路相連接，使它們可以進(jìn)行能量的雙向流動(dòng)。雙饋電機(jī)也稱交流勵(lì)磁電機(jī)， 它是由電機(jī)本體與交流勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)成的。 雙饋電機(jī)是電機(jī)技術(shù)、電力電 子與電力傳動(dòng)技術(shù)、以及現(xiàn)代控制技術(shù)發(fā)展而來(lái)的產(chǎn)物。 雙饋電機(jī)的數(shù)學(xué)模型是一個(gè)高階、藕合、非線性系統(tǒng)，采用坐標(biāo)變換的方法解決這個(gè)問題，并采用定子磁鏈進(jìn)行定向，這樣就大大簡(jiǎn)化了雙饋電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，使得勵(lì)磁電流分量與轉(zhuǎn)距電流分量的完全解藕，從而可以實(shí)現(xiàn)雙饋電機(jī)定子側(cè)有功功率、無(wú)功功率的獨(dú)立調(diào)節(jié)。通過(guò)改變轉(zhuǎn)子側(cè)勵(lì)磁電流的頻率，達(dá)到實(shí)現(xiàn)控制雙饋電機(jī)調(diào)速的目的。采用了定子磁鏈定向矢量控制技術(shù)對(duì)雙饋電機(jī)進(jìn)行控制，并使用 MATLAB 軟件對(duì)所采用的控制策略進(jìn)行驗(yàn)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(yàn)證了所選的控制策略的可行性。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 31 致謝 這次的畢業(yè)論文能夠順利的完成，要?dú)w功于所有指導(dǎo)過(guò)我的老師和給了我?guī)椭耐瑢W(xué)。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成有許多人的關(guān)懷和幫助， 在這里我要對(duì)所有幫助過(guò)我的老師同學(xué)表示深深的感謝。 首先要特別 感謝我的導(dǎo)師 劉昌盛 老師，本論文是在 劉 老師的悉心指導(dǎo)下完成的。 劉 老師多年一直致力于電機(jī) 方面 的研究，是一位知識(shí)淵博、治學(xué)態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)、工作勤奮、待人誠(chéng)懇、生活樸實(shí)的老師。他實(shí)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。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。同時(shí)還要感在我畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中給我支持幫助的同學(xué)。 最后感謝我的父母與家人給予我生活上無(wú)私的支持、以及精神上的大力支持，才能讓我順利完成學(xué)業(yè)。 由于時(shí)間關(guān) 系，本文中所述的工作還有待進(jìn)一步完善，特別是作者水平有限，本文中難免存在不少錯(cuò)誤和欠妥之處，敬請(qǐng)各位老師不吝賜教，多多批評(píng)，使以后改進(jìn)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 32 參考文獻(xiàn) [01]張軍，郭豐產(chǎn) .無(wú)刷雙饋電機(jī)的原理及應(yīng)用 [J].電氣開關(guān) .20xx [02]王昌盛 .無(wú)刷雙饋電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)研究 [D].華北電力大學(xué) .20xx [03]陳伯時(shí) .電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) (第 2 版 )[M].機(jī)械工業(yè)出版社 .20xx [04]李華德，白李志民等 .交流調(diào)速控制系統(tǒng) (第 1版 )[M].電子工業(yè)出版社 .20xx [05]吳勝，黃聲華 .雙饋電機(jī)的交 /直 /交控制 [J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào) .20xx [06]許建國(guó) .電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ) [M].北京：高等教育出版社 .20xx [07]任英玉，姜京頤等 .雙饋電機(jī)矢量控制調(diào)速系統(tǒng) [N].大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào) .20xx. 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