三相异步电机的量控制.ppt

实验室内部讲座三相异步电机的矢量控制(1) 1.三相异步电机的原始数学模型2. 坐标变换3.三相异步电机在同步旋转正交坐标系中的数学模型 4.按转子磁链定向的矢量控制系统 三相异步电机的原始数学模型 三相异步电机的原始数学模型 三相异步电机的原始数学模型 三相异步电机的原始数学模型 坐标变换 坐标变换 坐标变换 三相异步电机在同步旋转正交坐标系中的数学模型 三相异步电机在同步旋转正交坐标系中的数学模型 按转子磁链定向的矢量控制系统 按转子磁链定向的矢量控制系统 按转子磁链定向的矢量控制系统 按转子磁链定向的矢量控制系统 按转子磁链定向的矢量控制系统 按转子磁链定向的矢量控制系统 按转子磁链定向的矢量控制系统 按转子磁链定向的矢量控制系统 按转子磁链定向的矢量控制系统 按转子磁链定向的矢量控制系统 按转子磁链定向的矢量控制系统 按转子磁链定向的矢量控制系统 按转子磁链定向的矢量控制系统 按转子磁链定向的矢量控制系统 * 合肥工业大学 电气与自动化工程学院2011－10 三相异步电机的物理模型 每个绕组的磁链是它本身的自感磁链和其他绕组对它的互感磁链之和 三相磁链方程 三相电压方程 定子单相电压方程 转子单相电压方程 转矩方程 以上数学模型存在非线性强耦合性 不同坐标系中电动机模型等效的原则是：不同坐标系下绕组所产生的合成磁动势相等 直流电机物理模型 三相异步电机在不同坐标系下的物理模型 变换前后总功率不变 d-q坐标下的三相异步电机数学模型（原始模型经过坐标变换得到） 电压方程 磁链方程 转矩方程 说明： 1.定子绕组经过3/2变换、两相静止到两相旋转2步变换 转子绕组是旋转的，因此需经3/2变换、两相旋转到两相静止、两相静止到两相旋转3步变换 2. 等效后的定、转子绕组间不存在相对运动。 3.旋转坐标系旋转速度ω1理论上可为任意值，但只有等于定子电流的频率，即使用同步旋转坐标系，才有实际意义。 基本思想 通过坐标变换，在按转子磁链定向同步旋转正交系统中，得到等效的直流电动机模型，仿照直流电机的控制方法控制电磁转矩和磁链，然后将转子磁链定向坐标系中的控制量反变换得到三相坐标系的对应量，以实施控制。 d轴（m轴）与转子磁链矢量重合 坐标变换变换的是矢量 m-t（磁链-转矩）（d-q）坐标下的三相异步电机数学模型 电压方程 磁链方程 转矩方程 d轴（m轴）与转子磁链矢量重合 考虑到笼型转子内部是短路的 由转子电压方程， 代入到转子磁链方程， 转矩公式可简化为 电流闭环控制必不可少 问题： 如何实现电流闭环控制？如使用电流PI调节器，参数如何选择？ 2. 如何计算转子磁链？ 3. 如何计算同步旋转坐标系的φ角？ 4. 有没有转子磁链开环的控制方式？ 5. 矢量控制的优点与缺点？ 定子电流闭环控制方式 三相电流滞环控制 2. 定子电流励磁分量和转矩分量分别闭环控制 转子磁链给定值的选择 1）额定转速以下 2）额定转速以上 两种控制方式对比 转子磁链的计算 是否根据转子磁链的实际值进行控制 1）直接定向 2）间接定向 转子磁链模型 1）电流模型 2）电压模型 调节对象为一个大惯性和一个小惯性，按典型Ⅰ型系统设计电流调节器，ACR选PI调节器， 消去大惯性环节 定子电流环的设计 校正后的电流环等效传递函数 *