电力拖动自动控制系统第三十二讲.pptVIP

第三十二讲 要求：1.了解直接矢量控制系统和间接矢量控制 系统的构成，掌握两者的工作原理及其 差别； 2.掌握直接转矩控制系统的控制规律及其 反馈模型； 3.理解矢量控制系统和直接转矩控制系统 区别 4.了解双馈调速原理及转子附加电动势的 作用 6.7.4?转速、磁链闭环控制的矢量 控制系统—直接矢量控制系统 图6-55用除法环节使Ψr与ω解耦的系统是一种典型的转速、磁链闭环控制的矢量控制系统，Ψr模型在图中略去未画。 转速调节器输出带“÷Ψr”的除法环节，使系统可以在第6.7.2节最后指出的三个假定条件下简化成完全解耦的Ψr与ω两个子系统，两个调节器的设计方法和直流调速系统相似。 调节器和坐标变换都包含在微机数字控制器中。 1、电流控制变频器 ①种类 电流控制变频器可以采用如下两种方式： 电流滞环跟踪控制的CHBPWM变频器（图6-58a）， 带电流内环控制的电压源型PWM变频器（图6-58b）。 带转速和磁链闭环控制的矢量控制系统又称直接矢量控制系统。 另外一种提高转速和磁链闭环控制系统解耦性能的办法是在转速环内增设转矩控制内环，如图6－60所示。 图中，作为一个示例，主电路采用了电流滞环跟踪控制的CHBPWM变频器。 ②工作原理 转速正、反向和弱磁升速， 磁链给定信号由函数发生程序获得。 转速调节器ASR的输出作为转矩给定信号，弱磁时它还受到磁链给定信号的控制。 在转矩内环中，磁链对控制对象的影响相当于一种扰动作用，因而受到转矩内环的抑制，从而改造了转速子系统，使它少受磁链变化的影响。 6.7.5?磁链开环转差型矢量控制系 统—间接矢量控制系统 在磁链闭环控制的矢量控制系统中，转子磁链反馈信号是由磁链模型获得的，其幅值和相位都受到电机参数Tr和Lm变化的影响，造成控制的不准确性。 有鉴于此，很多人认为，与其采用磁链闭环控制而反馈不准，不如采用磁链开环控制，系统反而会简单一些。 在这种情况下，常利用矢量控制方程中的转差公式（6-135），构成转差型的矢量控制系统，又称间接矢量控制系统。 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。 1、转差型矢量控制的交－直－交电压源变频调速系统 图6-60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。 ①系统的主要特点 A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 和转差频率给定信号 ，其关系为 ， 二式中都应除以转子磁链Ψr，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 和转子磁链给定信号 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 在动态中获得强迫励磁效应，从而克服实际磁通的滞后 ③ 和 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 和相角给定信号 。 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90o，所产生的转矩仍只能是零。 ④转差频率给定信号 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。 6.8?基于动态模型按定子磁 链控制的直接转矩控制 系统 6.8.0?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。 6.8.1?直接转矩控制系统的原理和 特点 1、系统组成 2、结构特点 转速和磁链双闭环； ASR的输出作为电磁转矩的给定信号； 在 后面设置转矩控制内环，它可以抑制磁链变化对转速子系统的影响，从而使转速和磁链子系统实现了近似的解耦。 3、控制特点 与VC系统一样，它也是分别控制异步电动机的转速和磁链，但在具体控制方法上，DTC系统与VC系