《电机矢量控制技术》矢量控制综述

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1、福建工程学院研究生课程论文课程名称电机及其系统分析教师姓名研究生姓名研究生学号研究生专业电气工程研究方向电力工程年级一年级所在学院信息学院日期2016年01月13日评语对课程论文的评语:平时成绩：课程论文成绩：总成绩：评阅人签名：矢量控制技术的发展以及在应用中的改善摘要：电机在很多场合得到了广泛的使用，因为它具有的独特优点，例如它为现代运动控制系统提供了一种具有诸多优点和适用广泛的装置。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。在上世纪70年代西门子工程师F.Blaschke首先提出异步电机矢量控制理论来解决交流电机转矩

2、问题。矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。关键词：矢量控制,异步电机,解耦窗体顶端ABSTRACT:Inmanyoccasions,themotorhasbeenwidelyusedbecauseithasuniqueadvantages,suchasitprovidesalotofadvantagesandissuitableforawiderangeofmoderndevicehavingthemotioncontr

3、olsystem.Dynamicmathematicalmodeloftheinductionmotorisahighorder,nonlinear,stronglycoupledmultivariablesystems.Inthe1970s,SiemensengineersF.BlaschkefirstproposedinductionmotorvectorcontroltheorytosolvetheproblemoftheACmotortorque.Thebasicprincipleofvectorcontrolisachievedb

4、ymeasuringandcontrollingasynchronousmotorstatorcurrentvector,basedontheprincipleoffield-orientedasynchronousmotorexcitationcurrentandtorquecurrentcontrol,respectively,soastoachievethepurposeofcontrolofinductionmotortorque.窗体底端KeyWord：Vectorcontrol，Inductionmotor，Decoupling

5、0、序言异步电动机的数学模型是一个极其复杂的模型。总的归结起来可以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[1]。而且在研究三相异步电动机的复杂的数学模型中，我们常常会做出以下几方面的假设。第一，我们往往会忽略空间谐波。第二、忽略磁路饱和。并且假设它们的自感和互感都是线性的。第三、忽略铁芯损耗。第四、不考虑频率和温度对绕组的影响。由于感应电动机的励磁和电枢都是同一个绕组，所以转矩和磁链之间就相对比较复杂。电磁转矩的物理表达式为可以知道感应电动机各个参量相互耦合，这也是感应电动机难以控制的根本原因[2]。由于矢量控制具有转

6、矩控制的线性特性，控制效率很高，调节器的设计也比较容易实现。而且，速度的调节较宽在接近零转速时仍然可以带动额定负载运行，具有良好的起制动性能，所以矢量控制技术才会被人们慢慢的所利用[3]。异步电机数学模型的电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程如下：电压方程：磁链方程：转矩方程：运动方程：0、矢量控制技术的发展矢量控制理论是由德国F.Blaschke首先提出。这一理论是从电机统一理论、机电能量转换和矢量变换理论的基础上发展起来的，基本思想是把异步电动机模拟转化为直流电机来加以达到更好更简便的控制[4]。在建立数学模型的时候一般都会按上述方法

7、将电机理想化。矢量控制在国际上一般多称为磁场定向控制，也就是把磁场的方向作为坐标轴的基准方向，电动机电流矢量的大小、方向均由瞬时值来表示。这个理论是1968年Darmstader工科大学的Hasse博士初步提出的。在1971年德国西门子公司F.Blaschke博士等提出的“感应电机磁场定向的控制原理”和美国P.C.Custman与A.A.Clark申请的专利“感应电机定子电压的坐标变换控制”奠定了矢量控制的基础。这一阶段，矢量控制并没能完全进入工业运用中。在从20世纪80年代中期到20世纪90年代初期，欧洲电力电子会议（EPE）论文集中涉及

8、到矢量控制的论文占有很大比例。在这当中，德国SIEMENS公司、Aachen技术大学电力电子和电气传动研究院和德国Braunchweig技术大学W.Leonhard、R.Gabr