轉差頻率控制的異步電動機矢量控制系統(tǒng)仿真--課程設計-文庫吧資料
2025-01-19 19:10本頁面
【正文】 其輸出是三相PWM變換器的三相調制信號，最后觸發(fā)逆變器的功率管得到拖動異步電動機所需的三相交流電源，完成閉環(huán)的控制過程。根據角頻率，經過轉速調節(jié)器得到轉矩電流的給定值。下面對該模型的各個模塊的構建進行詳細的說明。轉速可以通過PI調節(jié)器調節(jié)，輸出Iit然后計算得到，即： （7） 4 轉差頻率矢量控制調速系統(tǒng)仿真和分析 仿真模型的建立 根據轉差頻率矢量控制的基本概念和系統(tǒng)的原理框圖，構建轉差頻率矢量控制調速系統(tǒng)的仿真模型，其主電路采用交一直一交電路，輸出三相交流電壓拖動異步電動機。圖中：、分別為轉子角頻率給定和轉子角頻率負反饋；、分別為定子電流的轉矩分量和勵磁分量；為轉差角；為轉差角頻率；、分別為定子角頻率和轉子角頻率正反饋；、分別為定子電壓的轉矩分量和勵磁分量。3轉差頻率矢量控制系統(tǒng)構建交流異步電動機轉差頻率矢量控制系統(tǒng)的結構如圖31所示。（3）在頻率控制環(huán)節(jié)中，取，使頻率得以與轉速同步升降，這本是轉差頻率控制的優(yōu)點。在動態(tài)中 Fm如何變化還沒有深入研究，但肯定不會恒定，這不得不影響系統(tǒng)的實際動態(tài)性能。由此可見，轉速閉環(huán)轉差頻率控制的交流變壓變頻調速系統(tǒng)能夠像直流電機雙閉環(huán)控制系統(tǒng)那樣具有較好的靜、動態(tài)性能，是一個比較優(yōu)越的控制策略，結構也不算復雜。它表明，在調速過程中，定子頻率w1隨著轉子轉速 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。頻率控制——轉速調節(jié)器ASR的輸出信號是轉差頻率給定 ws* ，與實測轉速信號w 相加，即得定子頻率給定信號 w1* ，即 電壓控制——由 w1和定子電流反饋信號 Is 從微機存儲的 Us = f (w1 , Is) 函數中查得定子電壓給定信號 Us* ，用 Us* 和 w1* 控制PWM電壓型逆變器，即得異步電機調速所需的變壓變頻電源。（2）在不同的定子電流值時，按上圖的函數關系 Us = f (w1 , Is) 控制定子電壓和頻率，就能保持氣隙磁通Fm恒定。這是轉差頻率控制的基本規(guī)律之二。如果忽略電流相量相位變化的影響，不同定子電流時恒 Eg/w1 控制所需的電壓頻率特性 Us = f (w1, Is) 如圖22所示。上述規(guī)律是在保持Fm恒定的前提下才成立的，于是問題又轉化為，如何能保持Fm 恒定？我們知道，按恒 Eg/w1 控制時可保持Fm恒定。由相關公式可以得到： （7） （8）在轉差頻率控制系統(tǒng)中，只要給ws 限幅，使其限幅值為： ， 就可以基本保持 Te與ws 的正比關系，也就可以用轉差頻率控制來代表轉矩控制?？刂妻D差頻率就代表控制轉矩，這就是轉差頻率控制的基本概念。電動機穩(wěn)態(tài)運行時，轉差率s很小，因此也很小，轉矩的近似表達式為： （6）式中：為電動機的結構常數，為氣隙磁通，為折算到定子邊的轉子電阻。由式（5）可知，要提高系統(tǒng)的動態(tài)特性，主要是控制轉速的變化率。異步電動機的基本方程式為： （1） （2） （3） （4）式中：、分別為轉子電流的轉矩分量和勵磁分量；、分別為定、轉子電感；為轉子總磁鏈；為轉差角頻率；為轉子時間常數；為電磁轉矩；為異步電動機的磁極對數；P為微分算子；為定子繞組漏感。從原理上說，矢量控制方式的特征是：它把交流電動機解析成與直流電動機一樣，具有轉矩發(fā)生機構，按照磁場和其正交的電流的積就是轉矩這一最基本的原理，從理論上將電動機的一次電流分離成建立磁場的勵磁分量和與磁場正交的產生轉矩的轉矩分量，然后分別進行控制。由于直流電動機的轉矩與電流成正比關系，控制
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