电机运动控制系统教学课件ppt作者洪乃刚第4章课件.ppt

4.3.3 异步电机在一个二相静止坐标系上的模型（ 模型） 令 在式4.49中， （4.52） （4.53） 4.3.4 异步电机在一个二相同步旋转坐标系上的模型 在二相dq任意旋转坐标系上模型中（式4.49），令 （4.54） 两相同步旋转坐标系模型的特点是，由式4.29和式4.30，当三相ABC坐标系中的电压和电流是交流正弦波时，变换到同步旋转坐标系上就成为直流电，异步电机在dq同步旋转坐标系上的模型与直流电机模型（图1.2）有了相似性 4.3.5 异步电动机在一个二相同步旋转坐标系上按转子磁场定向的模型（M－T模型） 一 定向原理 在二相交流电机同步旋转坐标系上的模型中（图4.7a）,规定了dq坐标系的旋转速度（同步速），但是没有规定dq坐标系的空间位置，规定dq坐标系的空间位置称为定向。 如果令坐标系d轴与转子磁链 方向重合，并随 即d轴按转子磁链 定向， 的q轴分量 同步旋转， d轴分量 转子全磁链 的两个绕组确定 将唯一地由d轴上 二相交流电机在mt同步旋转坐标系上按转子全磁链定向的模型 定向后转子磁链d轴分量： 转子磁链q轴分量： （4.57） 二 笼型异步电动机矢量控制方程式 笼型异步电动机的转子绕组是短路的 (4.59) 1. 转子磁链控制 由方程4.59的第3行可得 （4.60） 由式4.55和式4.60，可得 转子电磁时间常数 （4.61） 式4.61说明：转子磁链 可由定子电流的励磁分量控制 与定子电流的转矩分量无关 励磁和转矩的解耦控制。 通过定向模型可以实现电机 2. 转差频率控制 由方程的第4行和式4.56， 或 （4.63） 说明：在保持转子磁链 不变的条件下，定子电流的转矩分量 可以通过电机转差频率 控制，反之也可以通过定子电流的转矩分量 来控制电机的转差 4.4 转子磁链观测 4.1.1 转子磁链观测的电流模型法 一 建立在二相静止坐标系上的转子磁链观测模型 由式4.42可得转子磁链在 轴上的分量为 对于笼型异步电机 将式4.64，式4.65代入整理后得 （4.66） 二相静止坐标系上的转子磁链观测运算框图 二 按磁场定向的二相旋转坐标系上 转子磁链观测模型 根据矢量控制方程式4.61和式4.63可以得到在二相旋转坐标系上按磁场定向的转子磁链观测模型 4.4.2 转子磁链观测的电压模型法 由模型（式4.52）第1，2行可得 将式4.66的 代入，并令 （4.67） 图4.10 电压模型法转子磁链观测 4.5 三相异步电动机矢量控制系统 4.5.1 矢量控制的基本思路 在旋转二相坐标系上的模型就具有直流电动机的性质，直轴绕组与交轴绕组没有耦合。如果将旋转坐标系 转子全磁链 d轴定向在 的方向上，则可以得到异步电动机的矢量控制方程 可以通过定子电流的励磁分量控制转子磁链，通过定子电流的转矩分量控制电动机转矩， 象直流电机的励磁和转矩控制一样控制异步电动机 4.5.2 带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统 一 采用交直交电压型电流跟 踪变频器 系统检测异步电动机转速和三相电流 计算定子电流的转矩分量 转子磁链 和定向角 并按式4.58计算电机的转矩反馈信号 定子电流转矩分量 随转速偏差调节，经VR模块和2/3模块 经 得到定子三相电流给定信号 ，由电流跟踪变频器控制定子电流 二 采用电压型SPWM变频器 增加了三相电流调节器ACR， ACR输出为SPWM逆变器的三相电压调制信号 4.5.3 带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统仿真 （a） 转速响应 （b） 定子磁通 （c） 电机转矩 (d) 定子电流（有效值 给定转速为1400 rpm，电机空载起动,在0.4秒加载30 N.m时，0.5s时将转速给定从1400 rpm减小为1000rpm， 定子磁链轨迹 转矩-转速特性 4.5.4 磁链开环转差型矢量控制系统 一 采用晶闸管电流型逆变器的 磁链开环转差型矢量控制系统 磁链开环转差型矢量控制系统也称间接型矢量控制系统，图4.20系统主电路采用了电流型晶闸管变频器，UR为晶闸管整流器，CSI为电流型晶闸管逆变器，电流由晶闸管整流器控制，频率由晶闸管逆变器控制。系统采取磁链开环控制，以磁链给定 直接计算定子电流的励磁分量 与磁链闭环控制比较，磁链开环控制不需要计算磁链， 控制较为简单 系统以ASR输出为转矩信号 除以 得定子 电流的转矩分量 经K/P极坐标变换得到定子电流的幅值 和相位 ACR调节晶闸管整流器的控制角调节整流器输出电压 和电流 从而控制