相永磁同步電動機(jī)矢量控制(2)(已改無錯(cuò)字)
2023-06-22 21:44:45 本頁面
【正文】 ( 3 25 ) 式 ( 3 25 ) 與式 ( 3 19 ) 一致。這說明在轉(zhuǎn)矩的矢量控制中，控制的是定子電流矢量si 的幅值和相對fψ 的空間相位角 ? ，而在正弦穩(wěn)態(tài)下，就相當(dāng)于控制定子電流相量sI?的幅值和相對fΨ?的相位角 ? ，或者相當(dāng)于控制sI?的幅值和相對0E?的相位角 γ 。 24 24 現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù) 第 3章 三相永磁同步電動機(jī)矢量控制 24 . 3 插入式三相永磁同步電動機(jī)矢量方程 如圖 3 7b 所示，對于插入式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，電動機(jī)氣隙是不均勻的。在幅值相同的 )(ssfi 作用下，因相位角不同，產(chǎn)生的電樞反應(yīng)磁場不會相同，等效勵(lì)磁電感不再是常值，而隨 ? 角的變化而變化，這給定量計(jì)算電樞反應(yīng)磁場和分析電樞反應(yīng)作用帶來很大困難。在電機(jī)學(xué)中，常采用雙反應(yīng)（雙軸）理論來分析凸極同步電動機(jī)問題。對于插入式永磁同步電動機(jī)，同樣可采用這種分析方法，為此可采用圖 3 7b 中的 dq 軸系來構(gòu)建數(shù)學(xué)模型。 25 25 現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù) 第 3章 三相永磁同步電動機(jī)矢量控制 25 1 ． 定子磁鏈和電壓方程 將圖 3 7b 表示為圖 3 12 的形式。圖中，將單軸線圈 s 分解為 dq軸系上的雙軸線圈 d 和 q ，每個(gè)軸線圈的有效匝數(shù)仍與單軸線圈相同。這相當(dāng)于將定子電流矢量si 分解為 qdsj ii ??i ( 3 26 ) 根據(jù)雙反應(yīng)理論，可分別求得 )(ddfi和 )(qqfi 產(chǎn)生的電樞反應(yīng)磁場，即有 dmdmdiL?? ( 3 27 ) qmqmqiL?? ( 3 28 ) 式中，mdL 和mqL 分別為直軸和交軸等效勵(lì)磁電感，mqmdLL ? 。 圖 3 1 2 同步旋轉(zhuǎn) dq 軸系 26 26 現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù) 第 3章 三相永磁同步電動機(jī)矢量控制 26 于是，在 dq 軸方向上的磁場則分別為 fddd?? ?? iL ( 3 29 ) qqqiL?? ( 3 30 ) 式中，mdsdLLL ???，稱為直軸同步電感；mqsqLLL ???，稱為交軸同步電感。 由式 (3 29) 和式 (3 30) ，可得以 dq 軸系表示的定子磁鏈?zhǔn)噶縮ψ 為 qqfddqddqsjj iLiL ????? ???ψ ( 3 31 ) 定子電壓矢量方程 (3 13) 是由三相繞組電壓方程 (3 1) ～ (3 3) 得出的，具有普遍意義，對面裝式、插入式和內(nèi)裝式 P M SM 均適用。同三相感應(yīng)電動機(jī)一樣，通過矢量變換可將 A B C 軸系內(nèi)定子電壓矢量方程 (3 1 3) 變換為以 dq 軸系表示的矢量方程。 利用變換因子rje??，可得 rjdqsse?uu ? ( 3 32 ) rjdqsse?ii ? ( 3 33 ) rjdqsse?ψψ ? ( 3 34 ) 27 27 現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù) 第 3章 三相永磁同步電動機(jī)矢量控制 27 將式 (3 32) ～式 (3 34) 代入式 (3 1 3) ，可得以 dq 軸系表示的電壓矢量方程為 dqsrdqsdqssdqsjddψψiu ωtR ??? ( 3 35 ) 與式 (3 13) 相比，式 (3 35) 中多了右端第三項(xiàng)，這是由于 dq 軸系旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的。 將式 (3 35) 中的各矢量以坐標(biāo)分量表示，可得電壓分量方程為 qrddsdddψωtψiRu ??? ( 3 36 ) drqqsqddψωtψiRu ??? ( 3 37 ) 可將式 (3 36) 和式 (3 3 7) 表示為 qqrdddsdddiLωtiLiRu ??? ( 3 38 ) )(ddfddrqqqsq????? iLωtiLiRu ( 3 39 ) 28 28 現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù) 第 3章 三相永磁同步電動機(jī)矢量控制 28 圖 3 12 中，由于mdmfLL ? ，可將f? 表示為fmdfmffiLiL ??? ，于是可將磁鏈方程 (3 29) 和 (3 30 ) 寫為 fmddmddsdiLiLiL ????? ( 3 40 ) qmqqsqiLiL ???? ( 3 41 ) 將式 (3 40) 和式 (3 41) 代入式 (3 3 6) 和式 (3 37 ) ，可得 qqrdmds σdsddd)( iLωtiLLiRu ???? ( 3 42 ) fmdrddrqmqs σqsqdd)( iLωiLωtiLLiRu ????? ( 3 43 ) 在已知電感?sL 、mdL 、mqL 和fi 情況下，由電壓方程 (3 42) 和式 (3 43) 可得如圖 3 13 所示的等效電路。 29 29 現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù) 第 3章 三相永磁同步電動機(jī)矢量控制 29 圖 3 1 3 以 dq 軸系表示的電壓等效電路 a ) 直軸 b ) 交軸 若以 感應(yīng) 電動勢0e 來 表示fr?ω ，則 可將電壓分量方程表示為 qqrdddsdddiLωtiLiRu ??? ( 3 44 ) 0ddrqqqsqddeiLωtiLiRu ???? ( 3 45 ) 對于上述插入式 P MS M 的電壓分量方程，若令sqdLLL ?? ，便可轉(zhuǎn)化為面裝式 P M SM 的電壓分量方程。 30
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