畢業(yè)設計-異步電動機矢量控制系統(tǒng)仿真模型設計-文庫吧資料
2024-12-11 18:55本頁面
【正文】 ???????????????????????????????????????????????????????????rrssrrssrrssiiiiL r pRLrL mpLmLrL r pRLmL mpL mpL s pRL mppLsRuuuu000 （ 216） 磁鏈方程為： 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 ?????????????????????????????????????????????????????rrssrrssiiiiLrLmLrLmLmLsLmLs00000000 （ 217） 電磁轉矩為： )( ???? rsrsp iiiiLmnTe ?? （ 218） （ 2）異步電動機在兩相旋轉坐標上的數學模型 因為 2? 定義方向為 d 軸，所以 22 d?? ? ， 2q? =0通過變換，異步電機在 dq坐標系下數學模型，電壓方程為： ??????????????????????????????????????????????i r qrdsqsdssrssrqrdsqsdiiiLrLmL r pRL mpL mpLmL s pRLsLmL mpLsL s pRuuuu00001111?????? （ 219） 磁鏈方程為： ?????????????????????????????????????????rqrdsqsdrqrdsqsdiiiiLrLmLrLmLmLsLmLs00000000???? （ 220） 電磁轉矩為： )( rdsqrqsdpe iiiiLmnT ?? （ 221） （ 3）轉子磁鏈計算 按轉子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)的關鍵是 r? 的準確 定向，也就是說需要獲得轉子磁鏈矢量的空間位置。不同的坐標等效導致了不同的坐標系和不同的控制方法。在當前電機 控制系統(tǒng)中應用廣泛的廣義旋轉變換電壓變換矩陣為 : ?????????????????????????????????? ???????? ????????? ??????? ????????????CBAqdVVVVVV21212132s i n32s i ns i n32c o s32c o sc o s320?????????? (215) 上面的變換矩陣的系數是經過規(guī)格化的。同理，對于任何電參數，都可以通過等效變換，將其變換在空間任意角度的坐標系上。從圖上可以得到 : ???????????????????????????qdsrqd iiCiiii 2/2c oss i n s i nc os ?? ???? (213) 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 式中 srC2/2 為 2s/2r 變換矩陣。當合成磁動勢在空間旋轉，分量的大小保持不變，相當于在 dq 坐標軸上繞組的電流是直流。其中 s表示靜止， r表示旋轉。如圖 表示了從兩相靜止坐標系到兩相旋轉坐標系 dq 的電機相電流變換。從三相坐標到兩相坐標的變換，通常只是簡化電機模型的第一步，為了滿足不同參考坐標系的各個參量分量的分析，需要找出不同參考運動坐標系的變換方程，下面推導從靜止坐標系到運動坐標系的變換公式。因此有式（ 21）和（ 22）。 每一個坐標軸上的磁動勢分量，可以通過在此坐標軸的電流 i與電機在此軸上的匝數 N 的乘積來表示。圖中的 A， B， C 坐標軸分別代表電機參量分解的三相坐標系。從結構圖內部看，經過3／ 2 變換和按轉子磁鏈定向的同步旋轉變換，便得到一臺由 mi 和 ti 輸入，由 ? 輸出的直流電動機。 把上述等效關系用結構圖的形式畫出來，得到圖 。以產生同樣的旋轉磁動勢為準則，在三相坐標系上的定子交流電流 Ai 、 Bi 、 Ci ，通過三相 —— 兩相變換可以等效成兩相靜止坐標系上的交流電流 ?i 和 ?i ，再通過同步旋轉變換，可以等效成同步旋轉坐標系上的直流電流 di 和 qi ?？梢韵胂?，這樣的矢量控制交流變壓變頻調速系統(tǒng)在靜、動態(tài)性能上完全能夠與直流調速系統(tǒng)相媲美。把這三個電流控制信號和由控制器得到的頻率信號 1? 加到電流控制的變頻器上，所輸出的是異步電動機調速所需的三相變頻電流。 VC系統(tǒng)的原理結構如圖 所示。 二、 異步電動機矢量 控制系統(tǒng) 矢量控制系統(tǒng)原理 既然異步電動機經過坐標變換可以等效成直流電動機，那么，模仿直流電動機的控制策略，得到直流電動機的控制量，再經過相應的坐標反變換，就能夠控制異步電動機了。 本文的主要工作： （ 1）較為詳細地分析異步電機磁鏈閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)基本原理與系統(tǒng)組成。計算機仿真帶來的另一個優(yōu)點是在系統(tǒng)設計之初進行仿真，可以預測系統(tǒng)行為特性并可通過計算機來不斷修改系統(tǒng)參數直到獲得理想的系統(tǒng)特性。 在現代計算機應用技術的快速發(fā)展下，電力傳動自動控制系統(tǒng)的設計也受益于計算機仿真技 術的成熟應用。針對目前變頻器技術的兩種技術”矢量控制”及”直接轉矩控制’，上海大學的陳伯時教授在，交流變頻傳動控制的發(fā)展”的報告中，就兩種控制原理進行了深入的對比，得出了技術本身并無本質差別、各有優(yōu)缺點的結論。 本文的意義及主要工作 異步電機矢量變換控制系統(tǒng)和直接轉矩控制系統(tǒng)都是目前已經獲得實際應用的高性能異步電機調速系統(tǒng)。運算速度的提高以及各種針對運動控制的片內資源的豐富性使得以前看來無法實現的復雜的控制算法變得簡單起來，各種控制用微處理器的運算速度的提 高，片內資源的日益豐富，集成度的提高無一不促進交流調速系統(tǒng)數字化。無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)必須保證速度估算的實時性，以滿足實時控制的要求。同時各國學者也致力于無速度傳感器控制系統(tǒng)的研究，利用定子電流、電壓等容易檢測的物理量對電機的速度進行在線估計以取代速度傳感器。直接轉矩控制 (DTC)是 80年代中期提出的又一轉矩控制方法，它的設計思路是把電機和變頻器作為一個整體去控制，采用空間電壓矢量分析方法在定子坐標系進行磁通和轉矩的計算，通過磁通跟蹤型 PWM逆變器的開關狀態(tài)直接控制轉矩。七十年代初期，西門子公司的 和WFlotor 提出了“感應電機磁場定向的控制原理”，通過 矢量旋轉變換和轉子磁場定向，將定子電流按轉子磁鏈空間方向分解成為勵磁分量和轉矩分量，這樣就可以達到對交流電機的磁鏈和電流分別控制的目的。但是由于進展不大，在 20世紀的大部分時間直流調速仍占據統(tǒng)治地位。這樣就不能通過簡 單的控制定子電流就可以控制電機的轉矩。而交流
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