异步电机矢量变换控制.ppt

《异步电机矢量变换控制.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2－9异步电机矢量控制起源：始于70年代，模拟直流电机的磁通和转矩分别控制优势，获得如同直流电机一样良好的动态调速特性。一、矢量控制的基本概念励磁绕组和电枢绕组相互垂直，互不影响并以最大转矩运行，静动态性能好。励磁电流和转矩电流分别提供励磁磁势和电枢磁势。易于对转矩控制。磁场和电流均为标量直流电动机的特点一、矢量控制的基本概念气隙磁通和转子电流不是独立变量，两者之间相互影响，存在耦合关系控制量定子电流是周期性变化的时间矢量，气隙磁通是旋转的控制矢量，矢量控制就涉及到大小及相位问题异步电动机的特点一、

2、矢量控制的基本概念矢量控制就是将受控的交流矢量，通过变换成为直流标量而进行控制，最终实现磁通与转矩（电流）的独立控制，达到直流电动机的控制效果关键步骤之一就是进行绕组的坐标变换二、异步电机的数学模型1）定子三相绕组轴线A、B、C在空间是固定的2）以A轴为参考坐标轴，转子绕组轴线a、b、c随转子以速度旋转3）转子a轴和定子A轴间的电角度为空间角位移变量，即。4）数学模型由电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程组成二、异步电机的数学模型电压方程三相定、转子绕组电压方程式为二、异步电机的数学模型电压方程的

3、矩阵表示二、异步电机的数学模型磁链方程每个绕组的磁链是它本身的自感磁链和其它绕组对它的互感磁链之和二、异步电机的数学模型每个绕组的磁链包括自感磁通和互感磁通自感磁链由两部分构成：气隙磁链和漏感磁链互感磁链分为定、转子三相彼此之间的互感磁链和定、转子绕组之间的互感磁链二、异步电机的数学模型自感互感二、异步电机的数学模型二、异步电机的数学模型转矩方程运动方程三、坐标变换理论坐标变换的目的是将交流电机的物理模型等效的变换成为类似直流电机的模型坐标变换的等效原则：在不同坐标系下产生的磁动势相同三相静止坐标系

4、、两相静止坐标系、两相旋转坐标系三、坐标变换理论三、坐标变换理论功率不变约束条件：当变换矩阵为正交阵时，变换前后功率不变三相到静止两相的变换静止两相到旋转两相的变换三、坐标变换理论三相/两相变换——三相A、B、C静止坐标到α、β静止两相坐标三、坐标变换理论逆变换三、坐标变换理论三、坐标变换理论两相静止到两相旋转的坐标变换三、坐标变换理论两相静止到两相旋转的坐标变换三、坐标变换理论三相静止到两相旋转的坐标变换三、坐标变换理论直角坐标与极坐标的转换三、坐标变换理论四、异步电机在两相坐标系下的数学模型四、

5、异步电机在两相坐标系下的数学模型电压方程注意方程里面两个角速度的含义！四、异步电机在两相坐标系下的数学模型磁链方程四、异步电机在两相坐标系下的数学模型磁链方程四、异步电机在两相坐标系下的数学模型整理后的电压方程四、异步电机在两相坐标系下的数学模型电磁转矩方程运动方程四、异步电机在两相坐标系下的数学模型异步电动机在两相坐标系下的数学模型是一个双输入双输出系统比在三相坐标系下的模型，明显简单系统仍然存在非线性和耦合特性五、两个常用的两相坐标系下的数学模型静止两相坐标系下数学模型同步旋转坐标系下数学模型五

6、、两个常用的两相坐标系下的数学模型静止两相坐标系下的数学模型五、两个常用的两相坐标系下的数学模型同步速旋转两相坐标下数学模型六、转子磁场定向电机的数学模型转子磁场定向的含义：将同步速坐标的M轴与转子磁通完全重合六、转子磁场定向电机的数学模型六、转子磁场定向电机的数学模型七、矢量控制的基本方程七、矢量控制的基本方程转子磁链只与M轴定子电流有关，电磁转矩只与转子磁链及T轴定子电流有关M、T轴定子电流之间已经完全解耦而相互独立转矩的控制就可以通过分别对M、T轴定子电流的独立控制实现，相互间没有牵制八

7、、转子磁链观测九、异步电机矢量控制系统磁通检测式转差频率控制式1、磁通检测式1、磁通检测式2、转差频率控制式2、转差频率控制式3、异步电机矢量控制系统的基本环节转速调节环节磁链与转矩控制环节电流调节环节磁通与转矩观测环节转速观测环节参数辨识环节4、矢量控制总结优点:可以获得与直流电机相似的控制效果动态性能较标量控制如V/f=const要好不足:磁场定向精度有限电机模型不精确控制复杂矢量控制中，给定量要由直流量向交流量变换，而反馈量又要从交流量向直流量变换，两次坐标变换，再加上转子磁链模型计算、转子

8、参数的辨识与校正等，使系统变得十分复杂。5、矢量控制发展方向无速度传感器智能控制理论的引入无速度传感器矢量控制系统速度传感器带来的缺陷：成本大大增加（15％－25％）安装困难体积增大，增加维护量在恶劣环境下无法工作无速度传感器矢量控制系统智能控制方法的引入什么式智能控制方法？为什么要引入智能控制方法？智能控制方法用在哪些环节？智能控制方法的引入人工神经网络控制模糊控制专家系统遗传算法智能控制方法的引入系统非线性严重，传统的控制方法不能在任何工况下满足要求电机参数随着电