交流调速系统中矢量控制技术的实现.pdf

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1、第6卷第4期本溪冶金高等专科学校学报Vol.6No.42004年12月JOURNALOFBENXICOLLEGEOFMETALLURGYDec.2004文章编号：1008-3723（2004）04-0008-03交流调速系统中矢量控制技术的实现胡君臣（辽宁科技学院自控系，辽宁本溪117022）摘要：本文介绍了现代交流调速技术中的高性能的矢量控制方法及其对解耦过程的一种处理方法。关键词：转差率；磁通；磁链；转矩；异步电机；矢量控制中图分类号：TP362.2文献标识码：A0引言究了。矢量控制系统是已经获得实际应用的高

2、性能异步电机列出g-d轴系中表达的异步电动机电压矩阵方程，调速系统，类比于直流电机，强调Te与Ψ2的解耦，采用转éugsùéRs+pLs-wLspM-wMùéigsùêúêúêú矩和磁链分别控制。但按转子磁链Ψ2定向时受电机转子参uwLR+pLwMpMiêdsú=êsssú×êdsú数影响，降低了系统的鲁棒性，并且只有实现Te与Ψ2的完ê0úêpM-(w-wre)MRr+pLr-(w-wre)Lrúêigrúêúêúêú全解耦，才能做到真正意义上的高性能质量的矢量控制，本ë0ûë(w-wre)MpM(w-wre)

3、LrRr+pLrûëidrû文将就如何实现转矩和磁链的完全解耦介绍一种新的观点。由于是笼型异步电动机，故转子绕组的端电压为零。1矢量控制的基本原理在g-d轴系中，异步电动机的电磁转矩表达式为矢量控制方法的最初起源是基于对直流电机调速方法T=pM(ii-ii)endslrgsdr高质量性能的依赖及透析其拥有高质量性能调速效果的本式中p―――电动机的极对数。n质，由德国工程师创立的崭新的控制理论，从而实现了感应将上面的电压矩阵方程写成以易于控制的量――定子电流电机的具有与直流电机同样好的调速效果。igs、ids和转子

4、磁链Ygr=Migr+Lrigr、由电机学已知，三相笼型异步电动机定子三相绕组中的三相电压和电流均为交流，其角频率ω=2πf，决定于变频器输Y=Mi+Li为状态变量的状态方程，得drdrrdr出的频率f；三相（等效为三相）的转子绕组，其端电压为éRsRr(1-s)MRrwreMùê--w2ú零，转子电流也是交变的，其角频率为转差角频率êsLssLrsLsLrsLsLrúéigsùê-w-Rs-Rr(1-s)-wreMMRsúws1=2pfs1（fs1为转差频率）。理论上可以证明，从磁êiúêsLsLsLLsLL2

5、úpêdsú=êsrsrsrú×场等效的角度，可将三相异步电动机以一个两相的异步电动êYgrúêMRrRrú0-w-wêúre机等效它。为此，就要将三相异步电动机的各电压、电流量ëYdrûêLrLrúêMRRú0r-(w-w)-r进行所谓的坐标变换。将三相异步电动机等效地变换为具有êreúêëLrLrúû一个γ轴和一个与之相垂直但滞后它p/2的δ轴，以电动éigsùéugsù机供电电源角频率w=2pf顺时针旋转的两相异步电动êiú1êuúêdsú+êdsú机。三相异步电动机中各相电压、电流相对于静止的UêYgrú

6、sLsê0úêúêú－V－W三相轴系来讲，都是以角频率ω交变的，它们形成ëYdrûë0û圆磁场在空间按顺时针方向以角频率ω旋转。现在，从磁场2式中，σ―――漏磁系数;Ms=1-LL等效的角度，经过坐标变换，变换到g-d轴系后，由于sr此g-d轴系本身以角频率ω沿顺时针方向旋转，所以，再将转矩方程进行变形，得从g-d轴系上观察已变换到g-d轴系的电压、电流、MTe=pn(idsYgr-igsYdr)磁场各量时，它们都成为不变的值，即直流值了。于是，就Lr可以把g-d轴系的异步电动机像直流电动机那样进行研由此可见，异

7、步电动机两轴间的各量是互相影响的、互相耦合在一起的，这就是通常所说的三相异步电动机是一个交稿时间：2004-10-10多变量、强耦合的系统，这就是它为什么比直流电动机更难作者简介：胡君臣（1963-），男，辽宁宽甸人，辽宁科技于控制的原因。学院自控系讲师.第4期胡君臣.交流调速系统中矢量控制技术的实现9由转矩方程可知，异步电动机的电磁转矩Te是由转子了。当然，此时(Ygr-Yˆgr)也为零，即Ygr=Yˆgr磁链Ygr与和它成正交的定子电流ids之积，以及转子磁控制转差频率使Y=0，实际上是控制转子磁链矢dr量使

8、之与g轴一致的一种控制方法。因此，它称为磁场定链Ydr与和它成正交的定子电流igs之积的代数和构成。为向控制，又称为矢量控制。了使转矩的控制简单化，可以模拟直流电动机那样，让转子（2）用补偿法使Ygr与idr解耦通过转差频率的控磁链保持一个常值，这样，转矩就只与和转子磁链成正交的定子电流成正比，控制此电流就可以控制转矩了。例如，若制，在g-d轴系中已完成了使Y=0的预期要