交流異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)總結(jié)報(bào)告-文庫吧資料
2025-05-19 22:16本頁面
【正文】 罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈。下面的表格給出了確定方法。圖34 電壓空間矢量圖及第3扇區(qū)工作周期的分配在線性工作區(qū)對(duì)于不同扇區(qū)對(duì)應(yīng)的工作周期按下表取值：表2 在線性工作區(qū)扇區(qū)號(hào)與工作周期對(duì)照表扇區(qū)號(hào)ⅠⅡⅢⅣⅤⅥZYZXXYYXXZYZ在非線性區(qū)飽和情況下的計(jì)算： 其中PWMPRD為周期寄存器的值，在控制程序中該值為1000。SVPWM實(shí)現(xiàn)過程如下：1） 斷矢量所處的扇區(qū)通過分析的值與和的關(guān)系，可得到如下規(guī)律：① ② ③ 則扇區(qū)。前饋解耦控制用公式表示如下：上式中，令： 則有： （4）轉(zhuǎn)差頻率計(jì)算和同步旋轉(zhuǎn)速度計(jì)算本系統(tǒng)的轉(zhuǎn)差頻率通過給定磁場電流和給定轉(zhuǎn)矩電流計(jì)算得出： 由計(jì)算得到的和反饋量，可得電機(jī)定子頻率，同步旋轉(zhuǎn)角由積分得到，即。本系統(tǒng)的解耦控制采用前饋控制的方式，即運(yùn)用給定磁場電流、給定轉(zhuǎn)矩電流和電機(jī)同步轉(zhuǎn)速對(duì)電機(jī)進(jìn)行解耦控制。本控制系統(tǒng)中采用靜止勵(lì)磁控制方式，通過矢量控制的閉環(huán)控制，先通入磁場電壓分量，在定子繞組中先建立磁場，然后通入轉(zhuǎn)矩電壓分量，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)平穩(wěn)起動(dòng)。而在剛起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子磁鏈為零，故此時(shí)不滿足假設(shè)條件，破壞了正常工作狀態(tài)時(shí)的解耦關(guān)系。如果對(duì)通入電機(jī)的三相交流電壓進(jìn)行坐標(biāo)變換，則最終可以得到定子電壓在轉(zhuǎn)子磁鏈定向的坐標(biāo)上的兩個(gè)分量，即磁場電壓分量和轉(zhuǎn)矩電壓分量，分別用于產(chǎn)生定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩。當(dāng)對(duì)定子線圈通入三相交流電時(shí)，定子磁鏈以同步轉(zhuǎn)速在空間旋轉(zhuǎn)，如果短路的轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài)，則產(chǎn)生切割磁力線運(yùn)動(dòng)，因而在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出電流，轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁鏈。交流異步電機(jī)實(shí)際是一種通過磁場進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的裝置，轉(zhuǎn)子磁鏈通過感應(yīng)產(chǎn)生，同時(shí)定子磁鏈和轉(zhuǎn)子磁鏈的存在著相互作用。m轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)框圖說明本次交流異步電機(jī)調(diào)試采用轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制策略，控制框圖具有以下特點(diǎn)：（1）3/2坐標(biāo)變換在保持變換前后功率不變的條件下，3/2坐標(biāo)變換如下式：本控制系統(tǒng)中的坐標(biāo)變換采用的變換公式如下：由上式可以看出，變換后的相電流幅值保持不變，功率降為變換前的2/3倍。由圖27電機(jī)等效電路，可得到和的關(guān)系如下：變換后可得到： 由上述公式得到和的關(guān)系如下曲線如圖29所示：圖29 定子電流與勵(lì)磁電流的關(guān)系曲線對(duì)上述定子電流與勵(lì)磁電流的關(guān)系作適當(dāng)變換，忽略定子漏感的影響，可以得到： 考慮實(shí)際電機(jī)運(yùn)行時(shí)參數(shù)變化的影響，對(duì)轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)做出適當(dāng)修正，定子電流與勵(lì)磁電流關(guān)系表示為： 試驗(yàn)得到的定子電流和勵(lì)磁電流關(guān)系以及由上式得到關(guān)系如圖30所示：圖30 滑差頻率與定子電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線式中取A，s，由0~6Hz。上述計(jì)算得到：。m，因而計(jì)算結(jié)果基本相近。代入上述參數(shù)可得到額定工況下的電磁轉(zhuǎn)矩： N交流異步電機(jī)參數(shù)計(jì)算及分析（1）交流異步電機(jī)穩(wěn)態(tài)特性分析三相交流異步電機(jī)穩(wěn)態(tài)等值電路如圖27所示：圖27 交流異步電機(jī)穩(wěn)態(tài)等值電路由電機(jī)穩(wěn)態(tài)等值電路，忽略定子壓降，即，可以寫出以下定子電流方程： 額定工況下，同步頻率Hz，即額定同步旋轉(zhuǎn)速度rpm，額定電機(jī)轉(zhuǎn)速rpm，滑差可計(jì)算為： 相關(guān)電機(jī)參數(shù)為：、mH、mH、mH、 mH 、mH。③ 選取適當(dāng)?shù)腜I參數(shù)可使得反饋電流與給定值之間的靜差得到很好地消除。m） 圖24 電機(jī)轉(zhuǎn)速變化曲線（Hz）圖25 磁場電壓控制量（V） 圖26 轉(zhuǎn)矩電壓控制量（V）通過上述仿真分析可以得出以下結(jié)論：① 由圖選取適當(dāng)?shù)腜I參數(shù)可以使得反饋的磁場電流分量和轉(zhuǎn)矩電流分量跟隨給定值變化。帶PI調(diào)節(jié)器的仿真結(jié)果如圖5~17所示： 圖5 定子電流分量變化曲線（A） 圖6 定子電流分量變化曲線（A） 圖7 磁場電流分量變化曲線（A） 圖8 轉(zhuǎn)矩電流分量變化曲線（A） 圖9 電磁轉(zhuǎn)矩變化曲線（Nm2。以下采用仿真來討論：具體電機(jī)參數(shù)為：kW、rpm、N矢量控制系統(tǒng)的精髓即使能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電機(jī)磁場和轉(zhuǎn)矩的分別控制。出現(xiàn)上述結(jié)果是由于交流異步電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子相互間的強(qiáng)耦合作用引起的，通過對(duì)控制量采用解耦補(bǔ)償?shù)拇胧瑏淼窒姍C(jī)本身的這種強(qiáng)耦合作用。即有下述結(jié)果：幅值增大，轉(zhuǎn)矩電流分量增大；幅值增大，磁場電流分量增大。由交流異步電機(jī)穩(wěn)態(tài)下的矢量圖可以得出相同的結(jié)論：在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的第二象限，即為負(fù)值，為正值。對(duì)、作如下分析：1）分析穩(wěn)態(tài)下、對(duì)磁場電流分量和轉(zhuǎn)矩電流分量的影響。原因分析：該矢量控制程序中，磁
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