异步电动机的动态数学模型和坐标变换.pdf
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三相异步电动机静止两相正交坐标系上的动态数学模型仿真.docx
湘潭大学《控制系统设计》课程设计报告学院：姓名：班级学号：指导老师：时间：2014年6月2日-2011年6月20日异步电动机静止两相正交坐标系上的动态数学模型的建模与仿真1 设计意义及要求1.1设计意义学会分析异步电动机的物理模型，建立异步电动机两相静止坐标系上的数学模型，并且推导出两相静止坐标系上的状态方程和转矩方程，利用Matlab/Simulink仿真工具把数学方程转变为模型。通过数学模型观察异步电动机在启动和加载的情况下，转速、电磁转矩、定子磁链和定子电流的变化曲线，同时分析各个变量之间的变化关系。进一步了解异步电动机的运行特性。1.2设计要求初始条件：1．技术数据： 异步电动机额定
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P异步电动机在两相坐标系上的数学模型.ppt
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。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。 异步电机在两相任意旋转坐标系（dq坐 标系）上的数学模型 两相坐标系可以是静止的，也可以是旋转的，其中以任意转速旋转的坐标系为最一般的情况，有了这种情况下的数学模型，要求出某一具体两相坐标系上的模型就比较容易了。 变换关系
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异步电动机动态数学模型及矢量控制.ppt
3/2坐标变换 磁链观测 模型 K/P变换 定子电流空间矢量的相位角也可以求得： 第7节 异步电动机矢量控制系统 第7节 异步电动机矢量控制系统 一 交-直-交电流型变频调速系统矢量控制 * 重要说明：MT坐标系下建立的三相异步电动机动态数学模型是矢量控制的基础。 （1） （2） （3） 五 异步电动机的矢量控制原理 归纳:矢量控制基本思想 问题 1、什么是空间矢量？与三相坐标系下物理量间是什么关系？说明三相异步电动机定子电流空间矢量的物理意义？ 2、已知A为定子A相绕组轴线，a为转子绕组轴线，X为以同步转速旋转的轴线，将
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(1.35)--6.1 异步电动机的动态数学模型.pdf
异步电动机的动态数学模型
问题的提出
⚫基于稳态数学模型的异步电机调速系统虽然能够在
一定范围内实现平滑调速，但不适应于高动态性能
的调速系统或伺服系统
⚫要实现高动态性能的系统，必须首先研究异步电机
的动态数学模型
三相异步电动机的多变量非线性数学模型
•假设条件：
（1）忽略空间谐波，设三相绕组对称，在空间互差
120°电角度，所产生的磁动势沿气隙周围按正弦规
律分布；
（2）忽略磁路饱和，各绕组的自感和互感都是恒定的；
（3）忽略铁心损耗；
（4）不考虑频率变化和温度变化对绕组电阻的影响。
三相异步电动机的物理模型
B
u
B1
a
bu
u
b
auA
u
A
c
u
C
C
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《异步电动机的动态数学模型及矢量控制.》.ppt
3/2坐标变换 磁链观测 模型 K/P变换 定子电流空间矢量的相位角也可以求得： 第7节 异步电动机矢量控制系统 第7节 异步电动机矢量控制系统 一 交-直-交电流型变频调速系统矢量控制 * 重要说明：MT坐标系下建立的三相异步电动机动态数学模型是矢量控制的基础。 （1） （2） （3） 五 异步电动机的矢量控制原理 归纳:矢量控制基本思想 问题 1、什么是空间矢量？与三相坐标系下物理量间是什么关系？说明三相异步电动机定子电流空间矢量的物理意义？ 2、已知A为定子A相绕组轴线，a为转子绕组轴线，X为以同步转速旋转的轴线，将
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P异步电动机动态数学模型的性质.ppt
异步电动机动态数学模型的性质 直流电机模型变量和参数 输入变量——电枢电压 Ud ； 输出变量——转速 n ； 控制对象参数： 机电时间常数 Tm ； 电枢回路电磁时间常数 Tl ； 电力电子装置的滞后时间常数 Ts 。 控制理论和方法 在工程上能够允许的一些假定条件下，可以描述成单变量（单输入单输出）的三阶线性系统，完全可以应用经典的线性控制理论和由它发展出来的工程设计方法进行分析与设计。 但是，同样的理论和方法用来分析与设计交流调速系统时，就不那么方便了，因为交流电机的数学模型和直流电机模型相比有着本质上的区别。 2. 交流电机数学模型的性质 （1）异步电机
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第7章异步电动机的动态数学模型及矢量控制讲述.ppt
重要说明：MT坐标系下建立的三相异步电动机动态数学模型是矢量控制的基础。 （1） （2） （3） 五 异步电动机的矢量控制原理 由矩阵第四行展开 矢量控制思想 第5节 坐标变换及坐标变换电路 VR 1 1 1 1 3/2——三相/两相变换; VR——同步旋转变换; ? ——M轴与A轴的夹角 一、三相-两相变换（3/2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。 等效变换的原则:三相绕组产生的合成磁势与两相绕
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异步电动机动态数学模型的建模与仿真..doc
目录
概述 1
1课程设计任务与要求 2
2异步电动机动态数学模型 3
2.1三相异步电动机的多变量非线性数学模型 4
2.2 坐标变换 6
2.2.1坐标变换的基本思路 6
2.2.2三相-两相变换（3/2变换） 6
2.2.3 静止两相-旋转正交变换（2s/2r变换） 8
2.3状态方程 9
3模型实现 11
3.1AC Motor模块 11
3.2坐标变换模块 12
3.3仿真原理图 15
4仿真结果及分析 17
5结论 20
参考文献 21
概述
异步电动机又称感应电动机，是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机。异步电
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异步电动机的动态数学模型课案.ppt
异步电动机的动态数学模型和坐标变换 主要内容 异步电动机的基本工作原理 异步电动机静态数学模型 异步电动机动态数学模型 异步电动机的基本工作原理 通电后，定子三相对称绕组流过三相对称电流，此时在气隙圆周上产生同步旋转磁场。 转子绕组短路，该磁场旋转时产生感应电动势使转子绕组中有电流流过，则受力产生电磁转矩使转子旋转。 电磁转矩驱动转子顺着同步旋转磁场的方向旋转，但总比旋转磁场转速低一些，两者不可能达到同步，故称为“异步”电动机。 引言 随着交流传动技术的发展，异步电动机组成的交流变频调速系统在实际工程中的应用将更为广泛。 为确保调速系统具有良好的动态性能，只有研究异步电动机的数学模型，通过
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异步电动机的数学模型.doc
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异步电动机的数学模型和电压空间矢量
异步电动机的数学模型
异步电动机的数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。在建立其数学模型时作如下假定。
（1）电动机定、转子三相绕组完全对称，所产生的磁势在气隙空间中呈正弦分布。
（2）忽略铁芯涡流、饱和及磁滞损耗的影响，各绕组的自感和互感都是线性的。
（3）暂不考虑频率和温度变化对电机参数的影响。
异步电机的数学模型一般包括电压方程、磁链方程、电磁转矩方程和机电运动方程。对异步电机进行分析和控制时，均需对三相进行分析和控制，若引入Park矢量变换，会带来很多方便。Park矢量变换将三个标量（
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(1.36)--6.2 异步电动机动态模型简化-坐标变换.pdf
异步电动机动态模型-坐标变换
坐标变换和变换矩阵
（1）交流电机绕组的等效物理模型
◆交流电机三相对称的静BF
止绕组A、B、C，通以iBω
1
三相平衡的正弦电流时，B
所产生的合成磁动势是旋A
转磁动势F，它在空间呈iA
A
正弦分布，以同步转速
i
C
（即电流的角频率）顺
1
CC
着A-B-C的相序旋转
异步电动机动态模型-坐标变换
（2）等效的两相交流电机绕组
◆旋转磁动势并不一定非要ωF
1
三相不可，除单相以外，二i
相、三相、四相、……等任
意对称的多相绕组，通以平
衡的多相电流，都能产生旋i
转磁动势，当然以两相最为
简单。
两相交流绕组
异步电动机动态模型-
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异步电动机动态数学模型的性质1.直流电机数学模型的性质.ppt
异步电动机动态数学模型的性质 直流电机模型变量和参数 输入变量——电枢电压 Ud ； 输出变量——转速 n ； 控制对象参数： 机电时间常数 Tm ； 电枢回路电磁时间常数 Tl ； 电力电子装置的滞后时间常数 Ts 。 控制理论和方法 在工程上能够允许的一些假定条件下，可以描述成单变量（单输入单输出）的三阶线性系统，完全可以应用经典的线性控制理论和由它发展出来的工程设计方法进行分析与设计。 但是，同样的理论和方法用来分析与设计交流调速系统时，就不那么方便了，因为交流电机的数学模型和直流电机模型相比有着本质上的区别。 2. 交流电机数学模型的性质 （1）异步电机
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异步电动机动态数学模型的性质1.直流电机数学模型的性质.ppt
异步电动机动态数学模型的性质 直流电机模型变量和参数 输入变量——电枢电压 Ud ； 输出变量——转速 n ； 控制对象参数： 机电时间常数 Tm ； 电枢回路电磁时间常数 Tl ； 电力电子装置的滞后时间常数 Ts 。 控制理论和方法 在工程上能够允许的一些假定条件下，可以描述成单变量（单输入单输出）的三阶线性系统，完全可以应用经典的线性控制理论和由它发展出来的工程设计方法进行分析与设计。 但是，同样的理论和方法用来分析与设计交流调速系统时，就不那么方便了，因为交流电机的数学模型和直流电机模型相比有着本质上的区别。 2. 交流电机数学模型的性质 （1）异步电机
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第八章-基于动态数学模型的异步电动机矢量....ppt
——dq坐标系转子等效两相绕组的自感。 式中 —— dq坐标系定子与转子同轴等效绕组间的互感； —— dq坐标系定子等效两相绕组的自感； 注意： 两相绕组互感 是原三相绕组中任意两相间最大互感（当轴线重合时）的3/2倍，这是因为用两相绕组等效地取代了三相绕组的缘故。dq坐标系上,定子和转子的等效绕组都落在同样的两根轴d和q上，而且两轴互相垂直，它们之间没有耦合关系，电感矩阵比ABC坐标系的 6?6 矩阵简单多了。 那么这套旋转的直流绕组也就和前面两套固定的交流绕组都等效了。当观察者也站到铁心上和绕组一起旋转时，在他看来，M 和
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第七章异步电动机动态数学模型的调速系统..doc
第七章 异步电动机动态模型调速系统
内容提要:异步电动机具有非线性、强耦合、多变量的性质，要获得良好的调速性能，必须从动态模型出发，分析异步电动机的转矩和磁链控制规律，研究高性能异步电动机的调速方案。矢量控制和直接转矩控制是两种基于动态模型的高性能的交流电动机调速系统，矢量控制系统通过矢量变换和按转子磁链定向，得到等效直流电动机模型，然后按照直流电动机模型设计控制系统；直接转矩控制系统利用转矩偏差和定子磁链幅值偏差的符号，根据当前定子磁链矢量所在的位置，直接选取合适的定子电压矢量，实施电磁转矩和定子磁链的控制。两种交流电动机调速系统都能实现优良的静、动态性能，各有所长，也各有不足之处。
本章第