異步電機(jī)矢量控制-文庫吧資料
2025-07-13 14:00本頁面
【正文】 （39）則 （310）或 （311）式310或311表明，轉(zhuǎn)子磁鏈僅由定子電流勵(lì)磁分量產(chǎn)生，與轉(zhuǎn)矩分量無關(guān)，從這個(gè)意義上看，定子電流的勵(lì)磁分量與轉(zhuǎn)矩分量是解耦的。這樣的兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系稱作M、T坐標(biāo)系，即按轉(zhuǎn)子磁鏈定向(Field Orientation)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系。實(shí)際上異步電動(dòng)機(jī)具有定子和轉(zhuǎn)子，定、轉(zhuǎn)子電流都得變換，情況更復(fù)雜一些，要研究清楚還必須從分析動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型開始?？梢韵胂?，這樣的矢量控制交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)在靜、動(dòng)態(tài)性能上完全能夠與直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美。把這三個(gè)電流控制信號(hào)和由控制器得到的頻率信號(hào)加到電流控制的變頻器上，所輸出的是異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速所需的三相變頻電流。VC系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)如圖2所示。 矢量控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)既然異步電動(dòng)機(jī)經(jīng)過坐標(biāo)變換可以等效成直流電動(dòng)機(jī)，那么，模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制策略，得到直流電動(dòng)機(jī)的控制量，再經(jīng)過相應(yīng)的坐標(biāo)反變換，就能夠控制異步電動(dòng)機(jī)了。不同的坐標(biāo)等效導(dǎo)致了不同的坐標(biāo)系和不同的控制方法。在當(dāng)前電機(jī)控制系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛的廣義旋轉(zhuǎn)變換電壓變換矩陣為: (115)上面的變換矩陣的系數(shù)是經(jīng)過規(guī)格化的。同理，對(duì)于任何電參數(shù)，都可以通過等效變換，將其變換在空間任意角度的坐標(biāo)系上。從圖上可以得到: (113)式中為2s/2r變換矩陣。當(dāng)合成磁動(dòng)勢(shì)在空間旋轉(zhuǎn)，分量的大小保持不變，相當(dāng)于在dq坐標(biāo)軸上繞組的電流是直流。其中s表示靜止，r表示旋轉(zhuǎn)。 q d 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換圖下面通過相電流的等效變換，來說明旋轉(zhuǎn)變換原理。 （11） (12) 為了保持坐標(biāo)變換前后的總功率，即應(yīng)該保持變換前后有效繞組在氣隙中的磁通相等 （13） 設(shè)三相繞組磁通公式： （14） 兩相繞組磁通公式： (15)上面兩式K為固定比例參數(shù)，通過增入一個(gè)分量，我們可以寫成矩陣形式為： (16) 將上兩式寫成矩陣形式并對(duì)其規(guī)格化得到下面方程： (17) 從上式解得，三相到兩相的匝數(shù)比應(yīng)該為： (18) 因此，可以得到下面的矩陣形式： (19) 當(dāng)電機(jī)使用星型接法時(shí)，有等式： (110) 則上面的變換矩陣可以寫成下面的形式： (111) 同時(shí)，我們可以得到從兩相到三相的變換矩陣，即為上面矩陣的逆變換： （112）從原理上分析，上面的變換公式具有普遍性，同樣可以應(yīng)用于電壓或者其他參量的變換中。 坐標(biāo)變換圖假定A軸與a軸重合，三相坐標(biāo)系上電機(jī)每相繞組有效匝數(shù)是，兩相坐標(biāo)系上電機(jī)繞組每相有效匝數(shù)為，在三相定子繞組中，通入正弦電流，則磁動(dòng)勢(shì)波形為正弦分布，因此，當(dāng)三相總安匝數(shù)與兩相總安匝數(shù)相等時(shí)，兩相繞組瞬時(shí)安匝數(shù)在軸上投影應(yīng)該相等。而,則表示電機(jī)參量分解的靜止兩相坐標(biāo)系。 異步電動(dòng)機(jī)的坐標(biāo)變換結(jié)構(gòu)圖 矢量控制坐標(biāo)變換。把上述等效關(guān)系用結(jié)構(gòu)圖的形式畫出來，輸人為A，B，C三相電壓，輸出為轉(zhuǎn)速，是一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)。以產(chǎn)生同樣的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)為準(zhǔn)則，在三相坐標(biāo)系上的定子交流電流、通過三相——兩相變換可以等效成兩相靜止坐標(biāo)系上的交流電流和，再通過同步旋轉(zhuǎn)變換，可以等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系上的直流電流和。具體是將異步電動(dòng)機(jī)的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流分量(勵(lì)磁電流)和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量(轉(zhuǎn)矩電流)分別加以腔制，并同時(shí)控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢量，所以稱這種控制方式為矢量控制方式。(4)利用MAT
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