逆变器的PWM控制PPT.ppt

2s/2r变换公式 写成矩阵形式，得 （5-8） （5-9） 是两相旋转坐标系变换到两相静止坐标系的变换阵。 式中 两相旋转—两相静止坐标系的变换矩阵 对式（5-8）两边都左乘以变换阵的逆矩阵，即得 (5-10) (5-11) 则两相静止坐标系变换到两相旋转坐标系的变换阵是 电压和磁链的旋转变换阵也与电流（磁动势）旋转变换阵相同。 两相静止—两相旋转坐标系的变换矩阵 is (Fs) ?s ?s id iq d q 令矢量 is 和d轴的夹角为 ?s ，已知 id、iq ，求 is 和 ?s ，就是直角坐标/极坐标变换，简称K/P变换（图5-5）。 4. 直角坐标/极坐标变换（K/P变换） 图5-5 K/P变换空间矢量 显然，其变换式应为 （5-12） （5-13） 当 ?s 在 0°~ 90°之间变化时，tan?s 的变化范围是 0 ~ ∞，这个变化幅度太大，很难在实际变换器中实现，因此常改用下列方式来表示 ?s 值 （5-14） 式（5-14）可用来代替式（5-13），作为 ?s 的变换式。 这样 三相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 设两相坐标 d 轴与三相坐标 A 轴的夹角为 ?s ， 而 p?s = ?dqs 为 d q 坐标系相对于定子的角转速，?dqr 为 dq 坐标系相对于转子的角转速。 A B C Fs ?dqs ?s d q 图5-6 任意两相坐标变换空间矢量 要把三相静止坐标系上的电压方程、磁链方程和转矩方程(p94) 都变换到两相旋转坐标系上来，可以先利用 3/2 变换将方程式中定子和转子的电压、电流、磁链和转矩都变换到两相静止坐标系 ?、? 上，然后再用旋转变换阵 C2s/2r 将这些变量变换到两相旋转坐标系 dq 上。 变换过程 具体的变换运算比较复杂，此处从略，需要时可参看相关参考文献。 ABC坐标系 ?? 坐标系 dq坐标系 3/2变换 C2s/2r 矢量控制思想的引入 异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，通过坐标变换，可以使之降阶并化简，但并没有改变其非线性、多变量的本质。需要高动态性能的异步电机调速系统必须在其动态模型的基础上进行分析和设计，但要完成这一任务并非易事。经过多年的潜心研究和实践，有几种控制方案已经获得了成功的应用，目前应用最广的就是按转子磁链定向的矢量控制系统。 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 二、 矢量控制系统的基本思路 在坐标变换章节中已经阐明，以产生同样的旋转磁动势为准则，在三相坐标系上的定子交流电流 iA、 iB 、iC ，通过三相/两相变换可以等效成两相静止坐标系上的交流电流 i?、i? ，再通过同步旋转变换，可以等效成同步旋转坐标系上的直流电流 id 和 iq 。 如果观察者站到铁心上与坐标系一起旋转，他所看到的便是一台直流电机，可以控制使交流电机的转子总磁通 ? r 就是等效直流电机的磁通，如果把d轴定位于 的方向上，称作M（Magnetization）轴，把q轴称作T（Torque）轴，则M绕组相当于直流电机的励磁绕组，im 相当于励磁电流，T 绕组相当于伪静止的电枢绕组，it 相当于与转矩成正比的电枢电流。 把上述等效关系用结构图的形式画出来，便得到图5-8。从整体上看，输入为A，B，C三相电压，输出为转速 ? ，是一台异步电机。从内部看，经过3/2变换和同步旋转变换，变成一台由 im 和 it 输入，由 ? 输出的直流电机。 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