異步電機矢量控制-展示頁
2025-07-16 14:00本頁面
【正文】 LAB/simulink進行仿真并分析結果。(2)詳細分析了異步電動機的數學模型。由于控制系統(tǒng)的結構和算法日益復雜，對系統(tǒng)CPU的運算能力的要求也越來越高，電機控制專用的DSP既有強大運算能力，又有完備外圍控制電路，所以在電機控制中得到了普遍應用。這對于那些不要求較高動態(tài)性能指標的通用變頻器，例如風機、水泵節(jié)能傳動，一般工業(yè)機械傳動，變頻器的效率，容量利用率，諧波就顯得更為重要，在這些應用場合VC顯然要優(yōu)于DTC。變頻器效率略低變頻器輸出電壓、電流的諧波較大DTC變頻器采用砰一砰控制帶來較好的轉矩響應，同時由于其開關頻率是不確定，隨機變化的，使DTC變頻器存在以下問題：20世紀80年代中期，德國魯爾大學德彭布羅(DPeneborkc) 4教授首先取得了直接轉矩控制(以下簡稱DTC)技術實際應用的成功。然后像控制直流電機那樣在同步旋轉坐標系上設計和進行磁場與轉矩的獨立控制，再由變換方程把這些控制結果轉換為隨時間變化的瞬時變量，達到控制電機轉速和轉矩的目的。矢量控制的理論根據就是電機統(tǒng)一理論，在實現上將異步電動機的定子三相交流電流iA、iB、iC過坐標變換變換到同步旋轉坐標系deq軸系下的兩相直流電流[10][11]。據統(tǒng)計，交流電動機用電量約占電機總用電量的85％。同電動機的轉子轉速與定子電流的頻率保持嚴格不變的關系：異步電動機則不保這種關系。交流電動機的誕生已有一百多年的歷史，時至今日已經研制出了形式、用途容量等各種不同的品種。但交流電機，特別是籠式異步電動機，擁有結構單、堅固耐用、價格便宜且不需要經常維修等優(yōu)點，正是這些突出的優(yōu)點使得氣工程師們沒有放棄對電力牽引交流傳動技術的探索和發(fā)展。其原因主要是：(1)不論異步電動機還是同步電動機，唯有改變定子供電頻率調速是最為方便的，而且以獲得優(yōu)異的調速特性。電動的調速性能直接影響著產品質量、勞動生產效率和節(jié)電性能。根據采用的電流制式不同，電動機分為直流電動機和交電動機兩大類，交流電動機分為同步電動機和異步電動機兩種。目 錄1 引言 1 交流電機調速系統(tǒng)發(fā)展的現狀 1 矢量控制的現狀 1 課題的研究背景及意義 2 本課題的主要內容 22 矢量控制的基本原理 4 坐標變換的基本思路 4 矢量控制坐標變換 5 矢量控制系統(tǒng)結構 83 轉子磁鏈定向的矢量控制方程及解耦控制 104 轉速、磁鏈閉環(huán)控制的矢量控制系統(tǒng) 13 帶磁鏈除法環(huán)節(jié)的直接矢量控制系統(tǒng) 13 帶轉矩內環(huán)的直接矢量控制系統(tǒng) 135 控制系統(tǒng)的設計與仿真 15 矢量控制系統(tǒng)的設計 15 異步電動機的重要子模塊模型 16 系統(tǒng)仿真結果和分析 186 結論 21參 考 文 獻 22致 謝 24第 I 頁 共 I 頁1 引言 交流電機調速系統(tǒng)發(fā)展的現狀在當今用電系統(tǒng)中，電動機作為主要的動力設備而廣泛地應用于工農業(yè)生產、防、科技及社會生活的方方面面[1] [2] [3] [4]。電動機負荷約占總發(fā)電量的60％～70％，成為電量最多的電氣設備。電動機作為把能轉換為機械能的主要設備，在實際的應用中，一是要使電動機具有較高的機能量轉換效率：二是要根據生產機械的工藝要求控制并調節(jié)電動機的轉速。但是直到20世紀70年代，凡是要求調速范圍廣、速度控制精度高和動態(tài)響性能好的場合，幾乎全都采用直流電動機調速系統(tǒng)。但大容量的變頻電源卻在長時期內沒有得到很好的解；(2)異步電動機和直流電動機不同，它只有一個供電回路—定子繞阻，致其速度控制比較困難，不像直流電動機那樣通過控制電樞電壓或控制勵磁電流可方便地控制電動機的轉速。進入20世紀70代，由于電力電子器件制造技術和微電子技術的突破和發(fā)展，先進的控制理論矢量控制、直接轉矩控制等具有高動態(tài)控制性能的新技術開始被采用，使得交傳動進入一個嶄新的階段。交流電動機分為同步電動機和異步電動機兩大類。其中交流異步電動機擁有量最多，提供給工業(yè)生產的電量多半是通交流電動機加以利用的。 矢量控制的現狀自20世紀70年代，德國西門子公司的EBlasehke提出了“磁場定向控制的理論”和美國的PC．Custmna與A．AQark申請了專利“感應電機定子電壓的坐標交換控制”，矢量控制技術發(fā)展到今天己形成了各種較成熟并已產品化的控制方案，且都已實現無速度傳感器控制，即用轉速估算環(huán)節(jié)取代傳統(tǒng)的速度傳感器(如測速發(fā)電機、編碼盤等)。實質上就是通過數學變換把三相交流電動機的定子電流分解成兩個分量：用來產生旋轉磁動勢的勵磁分量和用來產生電磁轉矩的轉矩分量。 課題的研究背景及意義矢量控制原理的出現也促進了其它控制方法的產生，如多變量解耦控制、變結構滑模控制等方法。近十幾年的實際應用表明，直接轉矩控
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