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1、第二章右接转矩控制的基木原理和结构2.1异步电动机的数学模型2.1.1电动机变量的空间矢量二相变量的空间矢量对十异步电动机的分析和控制是十分方便的，在肓接转矩控制屮，常用的矢量有电压空间矢量、电流矢量、磁通矢量等。这里对它们的基本概念作简要介绍。1）电压空间矢量为方便分析，这里针对一个理想的电压型逆变器进行讨论。如图2」所示，它由二组、六个开关（Sp,Sp,Sb,Sb,S},S}）组成。上下两个按wo。导通模式，即一个导通（状态为1），另一个断开（状态为0）。二组开关有8种开关组合，对应8种电压状态，如表2.1所示。其中状态1・6对应的输出电压备不相同，称为
2、工作状态，7和X对应上小桥全开和全关的状态，没有电压输出，称为零状态⑸z图2.1理想的电爪翌逆变器位置对于电压型逆变器，在六种工作状态电压作用下，逆变器输岀的相电压波形、幅值及其与电压状态的对应关系如图2.2所示。如果把逆变器的输出电压用电压空间矢量来表示，则逆变器的各种电压状态就有了空间的概念。在此，引入Park变换，Park矢量将二个表2.1逆变器开关状态与电压状态对照表111状态11111111丁作状态11n零状态1111112
3、1131114111511161171111811111Sa
4、11101110111111:111!111111011101
5、11111111Sb11111——1110I——1110——1110——11111——1111——11101——111111——1ISc
6、1
7、1
8、1I0
9、0
10、0
11、0
12、1I电压状态
13、U51
14、Usz
15、U53
16、U54
17、U55
18、Use
19、Uso
20、Use标量（二维）变换为一个矢量（二维）。取Park矢量的实轴与二相电机（定了结成星型）的A轴重合，逆变器空间矢量U$（t｝的Park的矢量变换表达式q（r）=^[uA+Usej2l3n+UcejV3Q（2-1）为：3其屮以Ua,Ub,Uc分别为二相定了绕纟R的相电压。结合图2.3,利用2-1式可算出电压空间矢量的不同状态对应
21、坐标系屮的不同离散位置，如图2.2所示综上，关十电压空间矢量，有如下结论：（1＞逆变器的六个工作电压状态对应六个不同方向的电压空间矢量，它们周期性地顺序出现，相邻两个矢量Z间相差6000（2）电压空间矢量的幅值都为4E/3,六个电圧空间矢量的顶点构成正六边形的六个顶点。（3）零状态位十六边形的中心。（4）六种状态依次经过1・2・3・4・5・6,空间矢量沿逆时针旋转。2）电流矢量、磁链矢量定了的二个相电流产生相应的二相磁动势矢量，定了磁动势是真实的矢量，在电动机的实际空间中，它们的极性能容易地被确定。由十磁动势是线圈屮电流和匝数的乘积，定了电流矢最可川磁动势除
22、以每相匝数获得。这相当于对三相电流[€][15]⑴、4、"施加Park变换除此Z外，异步电动机的其它二相变量也表示成空问矢量，磁链矢量包括定了磁链矢量、气隙磁链矢量和转子磁链矢量。2.1.2异步电动机数学模型的动态方程在正交定了参考坐标系（40坐标糸）下，将电动机变量表示成矢量的形式，异步电动机模型的空间矢量等效图如图2.4所示。图2.4界步电动机的空间矢駅等效图图中：气定子电压空间矢呆，时变量:i$定/电流空间矢量，时变量：4转了电流空间矢量，时变量：屮S定了磁链空间矢量，时变量：屮Y转了电压空间矢量，时变量：Q电角速度（机械角速度与极对数之积h异步电动机
23、鼻r來标系上由下列方程式衣示叫】.dt(2-2)0=殆+丿叱一定r•碾链与转j‘•磁链山下式获得：必=%(2-3)(2-4)(2-5)(2-6)屮产屮厂Ln根据定f磁场提供的功率,可以得出转矩方程刚171式中，屮©心……定J'倣链空间矢炭在止交定J'•参考朋标系（a・0唯标系）上的分量:0计屮m―转孑磁链空间矢量在正交定犷参考用标系（*0坐标系）上的分量:该式衣达的足定J'•磁链与转（磁琏之间的交叉乘积，也可以写成下式：r^=77~kJkJSine（"）-La式屮，e定了磁链与转了磁链Z间的夹角，即磁链角。2.2育接转矩控制原理调速系统究其根木是控制转矩，而
24、转矩控制的主要问题在I•磁链的控制。考虑到漏磁通的影响，异步电机的磁链可定义为三种:定了磁链、转了磁链和气隙磁链小。（1）气隙磁链％是指交流感应电机转了•通过气隙相互交链的那部分磁链即^a=Lmis+Lmir卩我为定转子绕组互感，脚注:s表示定子「表示转子，以后各量脚注同此意义）。（2）定了磁链丑产監十驾尸3$十其中，厶°为定了绕组漏感，厶为定了绕组全感）。即乳是气隙磁链監与定了漏磁链乳。的和。⑶转了磁链空产％+空讥=3户—（其中厶产氐+"・氐为转了绕组漏感，G为转了绕组全电感）。即叫是气隙磁链与转于漏磁链殆的和。直接转矩控制只用到定子磁链，电压矢量决定定子
25、磁链，其基木原理⑷可以系统的阐述如下:⑴定了磁链是定
