第6章笼型异步电机变压变频调速系统VVVF系统转差功率不.ppt

2. 三相--两相变换（3/2变换） 现在先考虑上述的第一种坐标变换 ——在三相静止绕组A、B、C和两相静止绕组?、? 之间的变换，或称三相静止坐标系和两相静止坐标系间的变换，简称 3/2 变换。 三相和两相坐标系的变换 A N2i? N3iA ? ? N3iC N3iB N2iβ 60o 60o C B 写成矩阵形式，得 对于气隙磁通 对于定子电压 两相坐标到三相坐标 的变换 电流 磁通 电压 比较两组变换，可以得出结论： 正交变换，CT＝C－1 3. 两相—两相旋转变换（2s/2r变换） 从上图等效的交流电机绕组和直流电机绕组物理模型的图 b 和图 c 中从两相静止坐标系到两相旋转坐标系 M、T 变换称作两相—两相旋转变换，简称 2s/2r 变换，其中 s 表示静止，r 表示旋转。 把两个坐标系画在一起，即得下图。 静止坐标与旋转坐标的变换 ? O K J Ik(t) IJ(t) M T IT IM ? ī1 ? J、K两轴是静止的 ， M、T坐标系以角速度ω旋转 J、K坐标 M、T坐标 M、T坐标 J、K坐标 6.6.4 三相异步电动机在两相坐标系上的 数学模型 前已指出，异步电机的数学模型比较复杂，坐标变换的目的就是要简化数学模型。第6.6.2节的异步电机数学模型是建立在三相静止的ABC坐标系上的，如果把它变换到两相坐标系上，由于两相坐标轴互相垂直，两相绕组之间没有磁的耦合，仅此一点，就会使数学模型简单了许多。 变换过程 ABC坐标系 ?? 坐标系 dq坐标系 3/2变换 C2s/2r 两相同步旋转坐标系的突出特点是，当三相ABC坐标系中的电压和电流是交流正弦波时，变换到dq坐标系上就成为直流。 6.7.1 矢量控制系统的基本思路 总结，以产生同样的旋转磁动势为准则，在三相坐标系上的定子交流电流 iA、 iB 、iC ，通过三相/两相变换可以等效成两相静止坐标系上的交流电流 i?、i? ，再通过同步旋转变换，可以等效成同步旋转坐标系上的直流电流 im 和 it 。 如果观察者站到铁心上与坐标系一起旋转，他所看到的便是一台直流电机，则M绕组相当于直流电机的励磁绕组，im 相当于励磁电流，T 绕组相当于的电枢绕组，it 相当于与转矩成正比的电枢电流。 把上述等效关系用结构图的形式画出来，便得到下图。从整体上看，输入为A，B，C三相电压，输出为转速 ? ，是一台异步电机。从内部看，经过3/2变换和同步旋转变换，变成一台由 im 和 it 输入，由 ? 输出的直流电机。 图6-52 异步电动机的坐标变换结构图 3/2——三相/两相变换; VR——同步旋转变换; ? ——M轴与?轴（A轴）的夹角 3/2 VR 等效直流 电机模型 A B C ? ? iA iB iC it1 im1 i? i? 异步电动机 异步电机的坐标变换结构图 既然异步电机经过坐标变换可以等效成直流电机，那么，模仿直流电机的控制策略，得到直流电机的控制量，经过相应的坐标反变换，就能够控制异步电机了。 由于进行坐标变换的是电流（代表磁动势）的空间矢量，所以这样通过坐标变换实现的控制系统就叫作矢量控制系统（Vector Control System），控制系统的原理结构如下图所示。 矢量控制系统原理结构图 ? 控制器 VR-1 2/3 电流控制变频器 3/2 VR 等效直流电机模型 + i*m1 i*t1 ? ?1 i*?1 i*?1 i*A i*B i*C iA iB iC i?1 iβ1 im1 it1 ~ 反馈信号 异步电动机 给定信号 ? 图6-53 矢量控制系统原理结构图 在设计矢量控制系统时，可以认为，在控制器后面引入的反旋转变换器VR-1与电机内部的旋转变换环节VR抵消，2/3变换器与电机内部的3/2变换环节抵消，如果再忽略变频器中可能产生的滞后，则图6-53中虚线框内的部分可以完全删去，剩下的就是直流调速系统了。 设计控制器时省略后的部分 控制器 VR-1 2/3 电流控制变频器 3/2 VR 等效直流电机模型 + i*m1 i*t1 ? ?1 i*?1 i*?1 i*A i*B i*C iA iB iC i?1 iβ1 im1 it1 ~ 反馈信号 异步电动机 给定信号 ? 可以想象，这样的矢量控制交流变压变频调速系统在静、动态性能上完全能够与直流调速系统相媲美。 交流调速电源－变频（变压）电源 1.主回路 0.复习