电力拖动自动控制系统PPT课件.pptx

电力拖动自动控制系统

—运动控制系统;作业：习题6-4;基于动态模型的异步电动机调速;内容提要;内容提要;6.1异步电动机动态数学模型的性质;;6.2异步电动机的三相数学模型;;2.三相异步电动机的物理模型;6.2.1三相动态模型的数学表达式;1.磁链方程;;（3）三相绕组间的互感;1)定子三相间或转子三相间互感;2)定、转子绕组间的互感;2.电压方程;电压方程;电压方程;3.转矩方程;;6.3坐标变换;6.3.1坐标变换的基本思路;6.3.1坐标变换的基本思路;6.3.1坐标变换的基本思路;两个匝数相等相互正交的绕组d、q，分别通以直流电流，产生合成磁动势F，其位置相对于绕组来说是固定的。

如果人为地让包含两个绕组在内的铁心以同步转速旋转，磁动势F自然也随之旋转起来，成为旋转磁动势。

;如果旋转磁动势的大小和转速与静止的两相交流绕组产生的旋转磁动势相等，则旋转的直流绕组??就和静止的两相交流绕组都等效了。;6.3.1坐标变换的基本思路;6.3.2三相-两相变换（3/2变换）;三相-两相变换（3/2变换）;写成矩阵形式;三相-两相变换（3/2变换）;;6.3.3静止两相-旋转正交变换（2s/2r变换）;旋转正交变换;;6.3.4静止三相-旋转正交变换（3s/2r)

;旋转-静止三相正交变换;6.4异步电动机在两相dq旋转坐标系中的动态数学模型;由上式得;整理后可得定子在dq坐标系中的电压方程;2.转子电压方程的变换;3.磁链方程的变换;4、转矩方程式的变换;;将上两式代入转矩方程中，可得dq坐标系中的转矩公式为;6.6异步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统;由于变换的是矢量，所以这样的坐标变换也可称作为矢量变换，相应的控制系统称为矢量控制（VectorControl简称VC）系统或按转子磁链定向控制（FluxOrientationControl简称FOC）系统。;6.6.1在mt坐标系中的数学模型;;将转子磁链空间矢量ψr定向在m轴上;6.6.2矢量图;由ψs矢量图可画出转子绕组的感应电动势矢量es，es比ψs超前900.其中esm=-ω1ψstest=ω1ψsm

若忽略电阻压降，us≈es。us与is的夹角为功率因数角;d轴为等效两相转子绕组的轴线，d轴以电机的旋转角速度ω旋转，dq为直角坐标系。A轴（α轴）为A相定子绕组轴线，d轴与A轴的夹角为θ，θ可由装在轴上的轴角编码器测试。;;6.6.3定子电压的计算;由;;6.6.4鼠笼电动机矢量控制结构图;;;6.6.5各运算单元的计算公式;;4）的计算（m轴与A轴的夹角，也为磁链ψr的空间位置角）;6.6.6mt坐标系中的电磁转矩表达式;根据期望电流计算转子磁链位置角;6.6.7工作原理的分析;iA，iB，iC经旋转变换得到ism、ist作为电流环的反馈号，由于采用ism闭环调节，ism*为常数，ACMR为PI调节器，可保证ism恒定，即保证不变，

;由于采用ist闭环调节，ACTR为PI调节器，可保ist=ist*,Te=KTψrist,Te=Te*即Te能紧跟Te*的变化。由于转速闭环的作用，ω能够跟随ω*的变化。

关于功率因数的问题，在正向电动状态，ue比ψs超前900，因此is与us的相位差小于900.

在轻载时，由于ism不变，ist较小，导致us与is之间的相位差比较大，功率因数低。;在重载时，由于ism不变，而ist比较大，导致us与is之间的相位差减小，功率因数比较高。

关于uA,uB,uC相序问题。在正向电动状态Te*0，ist*0,ωs*0,θs*0开始起动时，θ1=θs*+θ=θs*(θ=0)

;;2）正向制动状态;;;6.6.8基于电流模型的矢量控制系统;由;2）矢量控制系统的控制结构;习题6-4

6．4笼型异步电动机铭牌数据为：额定功率PN=3KW,UN=380V,IN=6.9A,nN=1400rpm,fN=50Hz，定子绕组Y联接。由实验测得Rs=1.85Ω，Rr=2.568Ω，Ls=0.294H,Lr=0.2898H,Lm=0.2838H.转子参数已折合到定子侧，系统的转动惯量，电机稳定运行在额定工作状态，试求：转子磁链和按转子磁链定向的定子电流两个分量、。;;;6.7异步电动机按定子磁链控制的直接转矩控制系统;6.7异步电动机按定子磁链控制的直接转矩控制系统;6.7.1定子电压矢量对定子磁链与电磁转矩的控制作用;6.7.1定子电压矢量对定子磁链与电磁转矩的控制作用;6.7.1定子电压矢量对定子磁链与电磁转矩的控制作用;6.7.1定子电压