第4章 C 电机控制.ppt

电动汽车技术与原理 第 * 页 直流电机 交流电机 表达式一 表达式二 图5-7 异步电机矢量图 电动汽车技术与原理 第 * 页 直流电动机的动态数学模型只有一个输入 变量——电枢电压和一个输出变量——转速 励磁电流（磁通）与电枢电流可分别独立控制 S N A B a b f1 f2 c d A,B 为电刷 电动汽车技术与原理 第 * 页 图5-8 异步电动机的坐标变换结构图 3/2——三相/两相变换; VR——同步旋转变换; ? ——M轴与?轴（A轴）的夹角 3/2 VR 等效直流 电机模型 A B C ? ? iA iB iC it im i? i? 异步电动机 异步电机的坐标变换结构图 电动汽车技术与原理 第 * 页 矢量控制系统原理结构图 ? 控制器 VR-1 2/3 电流控制变频器 3/2 VR 等效直流电机模型 + i*m i*t ? ?s i*? i*? i*A i*B i*C iA iB iC i? iβ im it ~ 反馈信号 异步电动机 给定信号 ? 图5-9 矢量控制系统原理结构图 电动汽车技术与原理 第 * 页 2. 直接转矩控制 直接转矩控制以转矩为中心进行磁链、转矩的综合控制。 通过检测电动机定子电压和电流，借助瞬时空间矢量理论计算电动机的磁链和转矩，并根据与给定值比较所得差值，实现磁链和转矩的直接控制。 直接转矩控制磁通估算所用的是定子磁链，只要知道了定子电阻就可以把它观测出来。 直接转矩控制方法对逆变器开关频率提高的限制较大，定子电阻对电动机低速性能也有较大影响。 电动汽车技术与原理 第 * 页 异步电动机的动态数学模型 输入量：电压（电流）与频率 输出量：转速与磁通 异步电动机的电压（电流）、频率、磁通、转速之间又相互影响 所以是异步电动机是一个强耦合的多变量（多 输入、多输出）系统，同时也是一个非线性系统！ 电动汽车技术与原理 第 * 页 矢量控制的基本思路 通过坐标变换，将异步电动机等效成直流电 动机，模仿直流电动机的控制策略，实现将 异步电动机像直流电动机一样的控制！ 电动汽车技术与原理 第 * 页 交流电动机绕组和等效直流电动机绕组的物理模型 等效原则：不同坐标系下，产生的磁动势完全一样！ 电动汽车技术与原理 第 * 页 2. 坐标变换和变换矩阵 异步电机控制要素的分解 坐标变换 三相→两相变换（3/2变换，Clark变换） 静止→旋转变换（2s/2r变换，Park变换） 电动汽车技术与原理 第 * 页 三相-两相坐标变换（3/2变换） 电动汽车技术与原理 第 * 页 三相-两相变换矩阵 写成矩阵的形式： 电动汽车技术与原理 第 * 页 2. 坐标变换和变换矩阵 三相→两相变换 变换前后总功率不变，则有 所以： 电动汽车技术与原理 第 * 页 两相-两相旋转变换（2s/2r变换） 电动汽车技术与原理 第 * 页 所以： 电动汽车技术与原理 第 * 页 牵引异步电机矢量控制框图 电动汽车技术与原理 第 * 页 转矩增大一倍时的矢量控制 电动汽车技术与原理 第 * 页 直接转矩控制异步电动机系统框图 返回 电动汽车技术与原理 第 * 页 三、开关磁阻电动机的控制方法 电动汽车技术与原理 第 * 页 四、永磁同步电动机的控制 电动汽车技术与原理 第 * 页 五、电动机控制技术的发展 电动汽车技术与原理 第 * 页 电动汽车技术与原理 第 * 页 电动汽车技术与原理 第 * 页 电动汽车技术与原理 第 * 页 电动汽车技术与原理 第 * 页 电动汽车技术与原理 第 * 页 电压平衡方程式 U=E+IaRa （3-8） 电压平衡方程式是电动机运转时，必须满足的一个基本条件。 电动汽车技术与原理 第 * 页 反电动势 直流电动机接入直流电源后，产生电磁转矩，使电枢旋转，但是，当电枢旋转时，由于电枢绕组又切割磁力线，则其中又产生了感应电动势，其方向按右手定则判断，恰与电枢电流方向相反，故称为反电动势。 其大小为：E=C1n Φ 式中： C1——电 动常数； n——电枢转速。 电动汽车技术与原理 第 * 页 4.电机转速特性 电机转速n和电枢电流Ia的关系，即 n = f（Ia）。 关系式： 转速 电动汽车技术与原理 第 * 页 5.直流电机的调速方法 常用的可控直流电源 （1）旋转变流机组 （2）静止可控整流器 （3）直流斩波器或脉宽调制变换器 电动汽车技术与原理 第 * 页 1）旋转变流机组供电的直流调速系统 电动汽