电力拖动自动控制系统六.ppt

§6-7 基于动态模型按转子磁链定向的 矢量控制系统 它继承了第6.5.2节基于稳态模型转差频率控制系统的优点，同时用基于动态模型的矢量控制规律克服了它的大部分不足之处。图6-61绘出了转差型矢量控制系统的原理图，其中主电路采用了交-直-交电流源型变频器，适用于数千kW的大容量装置，在中、小容量装置中多采用带电流控制的电压源型PWM变压变频器。 转差型矢量控制的交－直－交电压源变频调速系统 p 1 K/P ACR UR CSI M TG + ? TA + + + + + Ld 3~ ? +?s ? Tr Lm Lm Tr p+1 ASR ? 矢量控制器 ?1 ? ?*s ? *s i*s is i*st i*sm ? ?*r ?* 图6-61 磁链开环转差型矢量控制系统原理图 TG §6-7 基于动态模型按转子磁链定向的 矢量控制系统 系统的主要特点 （1）转速调节器ASR的输出正比于转矩给定信号，实际上是 由矢量控制方程式可求出定子电流转矩分量 给定信号 i*st 和转差频率给定信号?*s，其关系为 §6-7 基于动态模型按转子磁链定向的 矢量控制系统 §6-7 基于动态模型按转子磁链定向的 矢量控制系统 二式中都应除以转子磁链 ?r ，因此两个通道中各设置一个除法环节。 （2）定子电流励磁分量给定信号 i*sm 和转子磁链给定信号?*r 之间的关系是靠式 （6-137）建立的，其中的比例微分环节 Tr p + 1 使 ism 在动态中获得强迫励磁效应，从而克服实际磁通的滞后。 §6-7 基于动态模型按转子磁链定向的 矢量控制系统 §6-7 基于动态模型按转子磁链定向的 矢量控制系统 （3） i*sm和i*st 经直角坐标/极坐标变换器K/P合成后，产生定子电流幅值给定信号 i*s 和相角给定信号? *s 。前者经电流调节器ACR控制定子电流的大小，后者则控制逆变器换相的时刻，从而决定定子电流的相位。定子电流相位能否得到及时的控制对于动态转矩的发生极为重要。极端来看，如果电流幅值很大，但相位落后90°，所产生的转矩仍只能是零。 （4）转差频率给定信号 ?*s 按矢量控制方程式（6-135）算出，实现转差频率控制功能。 由以上特点可以看出，磁链开环转差型矢量控制系统的磁场定向由磁链和转矩给定信号确定，靠矢量控制方程保证，并没有实际计算转子磁链及其相位，所以属于间接矢量控制。 §6-7 基于动态模型按转子磁链定向的 矢量控制系统 §6-8 基于动态模型按定子磁链控制的 直接转矩控制系统 概 述 直接转矩控制系统简称 DTC ( Direct Torque Control) 系统，是继矢量控制系统之后发展起来的另一种高动态性能的交流电动机变压变频调速系统。在它的转速环里面，利用转矩反馈直接控制电机的电磁转矩，因而得名。 一、直接转矩控制系统的原理和特点 直接转矩控制的原理 1、定子磁链和电压空间矢量的关系 结论：非零电压矢量能产生定子磁链并使它 运动，这样控制电压矢量的顺序和作用时间 就可以迫使磁链按所需的轨迹运动。 2、电压矢量对电机转矩的影响 电机的转矩大小不仅与定、转子的磁链幅值 §6-8 基于动态模型按定子磁链控制的 直接转矩控制系统 §6-8 基于动态模型按定子磁链控制的 直接转矩控制系统 有关还与它们的夹角有关当幅值不变时，夹 角从0变到90度是电磁转矩从0变到最大， 所以对它们的夹角进行控制也能控制转矩， 这就是直接转矩控制的思想。电压矢量对转 矩的影响体现在定、转子磁链夹角的控制作 用运行中定子磁链幅值恒定为额定值，转子 磁链由负载决定，要改变转矩只有改变它们 §6-8 基于动态模型按定子磁链控制的 直接转矩控制系统 的夹角，由改变电压矢量完成。工作电压矢 量使定子磁链走零矢量使定子磁链停，控制 定子磁链的走停，就控制了磁通角的大小。 也控制转矩。 图100所示已知t1时刻定子、转子和磁通 角如图所示，t2时刻给出电压矢量 下面 分析一下t1和t2时刻间定、转子间的磁通角 §6-8 基于动态模型按定子磁链控制的 直接转矩控制系统 的变化大小 000 111 110 s1 s2 s3 s4 s1 s6 011 101 010 001 100 期间如果定子的磁链的速度大于转子磁链的速度既 增大相应的转矩增