同步電動機變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)(參考版)
2025-05-16 03:09本頁面
【正文】 ? 虛擬勵磁電流 恒定，相當于虛擬勵磁繞組由恒定的電流源供電。永磁同步電動機具有幅值恒定 、方向隨轉(zhuǎn)子位置變化（位于 d軸）的轉(zhuǎn)子磁動勢。于是， 定子電流空間矢量與A軸的夾角 為 sr ???? ???(647) 按氣隙磁鏈定向 ? 定子電流空間矢量與 A軸夾角 的期望值 **1**1***smstfmstrsr iitgiitg ?? ?????? ????? (648) 若使功率因數(shù) 1c os ?? ?? 90s?則 ??????? ? 90**1***fmstrsr iitg????? (649) 三相定子電流給定值 ? 由定子電流空間矢量的期望值和相位角的期望值可以求出三相定子電流給定值 )120c o s ()120c o s (c o s*********??????????sCsBsAiiiiii(650) 同步電動機矢量運算器 圖 617 同步電動機矢量運算器 *? **12*2*)()(smststsmiitgii??*sir???*sti *smi *s?2*2***1)()(stfmsmstiiiitg??*fI*gi*?*fmi ???)120c os()120c os(c os******???????sssiii***CBAiii*fI可控勵磁同步電動機矢量控制系統(tǒng) 圖 618 可控勵磁同步電動機基于電流模型的矢量控制系統(tǒng) *Ai ?*gi*fI*smi*sti*?A SRAFR矢 量運 算器 CifIAi Bi???? ?mL1MS~BQFBSA C RP W M控 制??*Ci*Bi ?整 流器?*g?r?33*eT r?*g?量控制系統(tǒng) ? 正弦波永磁同步電動機具有定子三相分布繞組，在磁路結(jié)構(gòu)和繞組分布上保證定子繞組中的感應(yīng)電動勢具有正弦波形，外施的定子電壓和電流也應(yīng)為正弦波，一般靠交流PWM變壓變頻器提供。 smi1c os ???? 90s? 0?smismi按氣隙磁鏈定向 ? 由同步電動機空間矢量圖 616得出 22 stsms iii ??smsts iitg 1???22 ftfmf iiI ??fmstfmftiitgiitg 11 ?? ????(645) (644) (646) (643) ? 考慮到 θ 逆時鐘為正，故在式（ 646）中 前取負號。 ? 一般說來，希望功率因數(shù) ，即 ，也就是說，希望 。只要保證氣隙磁鏈恒定，控制定子電流的轉(zhuǎn)矩分量就可以方便靈活地控制同步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩，問題是如何能夠保證 氣隙磁鏈恒定 和準確地按 氣隙磁鏈定向 。再將定子三相電流合成矢量 沿 m、 t軸分解為勵磁分量 和轉(zhuǎn)矩分量 ，同樣，將勵磁電流矢量 分解成 和 ，參見圖 616，圖中功率因數(shù)滯后。 ? 為了達到良好的控制效果，往往采用電流閉環(huán)控制的方式，實現(xiàn)對象的 近似解耦 。 同步電動機的電壓矩陣方程式 ????????????????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????rqrdfsqsdrqmqrdmdmdmdfmdmqsqmdmdsdrqrdfsqsdrqrdfmdmdssdmqsqsfsqsdiiIiidtdLLLLLLLLLLLLLiiIiiRRRLLRLLLRUuu00000000000000000000000000000?????(628) 運動方程 LpsdrqmqsqrdmdsqsdsqsdsqfmdpLepTJniiLiiLiiLLiILJnTTJndtd????????)]()([)(2?(629) 凸極同步電動機動態(tài)數(shù)學(xué)模型 ? 與籠型異步電動機相比較，勵磁繞組的存在，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)則使得 d軸和 q軸參數(shù) 不等，這無疑增加了數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜性。 轉(zhuǎn)矩分析 ? 第三項是電樞反應(yīng)磁動勢與阻尼繞組磁動勢相互作用的轉(zhuǎn)矩，如果沒有阻尼繞組，或者在穩(wěn)態(tài)運行時阻尼繞組中沒有感應(yīng)電流，該項都是零。 帶有阻尼繞組的同步電動機物理模型 AiBiCifI rdirqiAufUBuCuABCdq?r?O圖 615 帶有阻尼繞組的同步電動機物理模型 電壓方程 ? 考慮同步電動機的凸極效應(yīng)和阻尼繞組，同步電動機的定、轉(zhuǎn)子電壓方程 dtdiRudtdiRudtdiRuCCsCBBsBAAsA?????????dtdiRdtdiRdtdIRUrqrqrqrdrdrdffff?????????00(622) (621) 定子電壓方程 ? 按照坐標變換原理，將定子電壓方程從 ABC三相坐標系變換到 dq二相旋轉(zhuǎn)坐標系 sdsqsqssqsqsdsdssddtdiRudtdiRu????????????(623) 磁鏈方程 ? 在 dq兩相旋轉(zhuǎn)坐標系上的磁鏈方程 rqrqsqmqrqrdrdfmdsdmdrdrdmdffsdmdfrqmqsqsqsqrdmdfmdsdsdsdiLiLiLILiLiLILiLiLiLiLILiL??????????????????(624) 轉(zhuǎn)矩和運動方程 ? 同步電動機在 dq軸上的轉(zhuǎn)矩和運動方程分別為 )( sdsqsqsdpe iinT ?? ??LpsdsqsqsdpLep TJniiJnTTJndtd ????? )()( 2 ???(626) (625) 轉(zhuǎn)矩方程 ? 把式（ 624）中的 和 代入式（ 625）的轉(zhuǎn)矩方程，并整理后得 d? d?)()(sdrqmqsqrdmdpsqsdsqsdpsqfmdpeiiLiiLniiLLniILnT?????(627) 轉(zhuǎn)矩分析 ? 第一項是轉(zhuǎn)子勵磁磁動勢和定子電樞反應(yīng)磁動勢轉(zhuǎn)矩分量相互作用所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，是同步電動機主要的電磁轉(zhuǎn)矩。 沿勵磁磁極的軸線為 d軸 ，與 d軸正交的是 q軸， dq坐標系固定在轉(zhuǎn)子上， 與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn) ， d軸與 A軸之間的夾角為變量。 電角度，所產(chǎn)生的磁動勢沿氣隙按正弦規(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繞
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