第11章(电力拖动控制系统第11章(电力拖动控制系统)第11章(电力拖动控制系统)第11章(电力拖动控制系统).ppt

变频调速与三相SPWM控制方法回顾 VVVF靠三相SPWM调制技术； 三相独立调制：用三个时间正弦波与高频三角波比较获得开关的通断控制信号，使得电机能够获得三相对称SPWM电压，从而电机绕组中有三相正弦电流----圆形旋转磁场得以产生。 无论如何控制，对三相桥而言只有8种结果。每种控制都是这八种状态在时间上组合而来。 问题是能不能跳开具体获得spwm波这个过程，直接从这八种状态入手，找出8种状态与旋转磁场的关系呢？ 大小和方向？ 结论是：让空间矢量转起来节可以得到圆形旋转磁场！矢量的大小控制电压的大小，矢量的转速对应电压的频率（电机的转速）==》问题是：6个固定的矢量任何转动？如何改变大小？==》 空间矢量PWM调制技术。。。。。 * 第11章　异步电机矢量控制变频调速系统 11.1 异步电动机的多变量数学模型和坐标变换 11.1.1 异步电动机基本方程的矩阵表示法( abc 坐标系下) 1 ．电压方程（转子折算后） 2．磁链方程 3．转矩方程 要求建立物理慨念， 知道推导的思路， 详细推导不作要求 式中： 定子自感矩阵 转子自感矩阵 定转子互感矩阵 Lsr是θr的函数 11.1.2 功率不变条件下的坐标变换 前面的电压向量u、电流向量i、磁链向量ψ，通过满秩线性变换，变换到另一坐标系 假定变换前后功率不变，有 ，令 则 正交变换 以3相变换到2相，有： 与10章(绕组匝数相等)的相比仅矩阵前的系数不同。 得到上式的整个变换过程中仅仅考虑了θ角，并没有涉及转速的快慢及是否与旋转磁场同步。上式所示的变换只是静止三相系统向 d 轴与 a 轴有一个夹角为θ 角的二相系统的变换。当 d 轴不旋转时，θ 角是一个恒值，θ＝0 时，就是 a、b、c 、0 的变换式。设 ，当 时，得到的是变换到同步速坐标系中的方程；当 时，得到的是变换到异步电动机转子坐标系中的方程。 11.1.3 异步电动机在d、q、0坐标系下的数学模型 定子电压方程（在d、q、0坐标系） 转子电压方程（d、q、0坐标系下） 电磁转矩在dq0坐标系下的表达式 同步电机的 d 轴具有确切的几何概念和物理概念 异步电机的 d 轴相对定、转子都在运动，不可能具备几何概念，也无特定的物理概念 进一步规定它的方向，使它具备一定的物理含义，将使方程更为简化。 M、T坐标系 把abc 坐标系统下的方程变换到d、q、0坐标系统：过程自己推 例：定子电压方程变换的推导过程（课后自己推） 左乘 得 条件： 不考虑零序分量 取MT参考坐标系 异步机转子端电压为零 11.1.4　异步电动机在M、T坐标系下的数学模型 规定 d 轴取为转子综合磁链矢量轴线，并称M轴（转子励磁轴线）；超前90°的 q 轴称为T轴（转矩轴）。 综合磁链矢量的定义： 是低频变化的时间相量 是同步速旋转的空间矢量 要区分： 电压方程： 转矩方程： 转差频率与定子电流的关系： 转子磁链与定子电流的关系： T是定子电流和由定子电流产生的转子磁链成比例 11.2　异步电动机矢量控制原理 11.2.1异步电动机矢量控制的数学模型 异步电动机 直流电动机 两个数学模型非常相似; 直流电动机的 Ia 、If 是从定、转子分别输入，可独立控制； 异步电动机的 iMs 、iTs是同一个定子电流综合矢量的两个分量。 此式为异步电动机的等效直流电动机模型； 异步电动机矢量控制的基础 控制 使 恒定，这时控制 就能控制 电机的输出转矩，从而达到调速的目的。 11.2.2　异步电动机矢量控制原理 1．控制原理 控制 使 恒定，这时控制 就能控制 电机的输出转矩，从而达到调速的目的。 2．两种实现方法 （1）变压（VV）、变频（VF）分离的交-直-交系统 （2）变压变频（VVVF）由电压源型的PWM逆变桥来完成的交-直-交系统 iMs 、iTs 经K/P变换得 is 的大小 及方向（ θ角: is与M轴的夹角θ s）。 大小控制: 由VR移相控制角来控制， 方向（角度）：由VI自控式变频来跟随实现。 iMs 、iTs经坐标变换得ia、ib、ic的三相电流瞬时值。 电流跟踪的PWM滞环型逆变器跟踪控制ia、ib、ic的瞬时值的大小，就最终控制了 is 的大小及方向。 3．矢量控制系统的原理