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第一章绪论坐标变换

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1、功率变换器控制技术,内蒙古工业大学电力学院刘广忱副教授/博士 Tel: 0471-6576044 3602321 MP：13644717678 E-mail: ,专业方向,全数字化交流电机控制系统电力电子技术和计算机技术在各种电机控制系统中的应用新能源技术的开发与应用 DSP控制系统的开发和应用,目前在研,目前在研,目前在研,目前在研,如何做研究工作,好奇,大胆探索,敢于冒险,挑战权威,自信,意志坚强,如何做研究工作,善用一切可利用的资源,勇于挑战新的高度！,如何做研究工作,行为养成习惯习惯造就性格性格决定命运,课程简介,PEMC专业有较为良好的发展前景 PEMC专业有较为灵活的适应性 PEMC专业有较为良好的外国大学offer PEMC专业有较为广泛的就业机会,Power Electronics and Motion Control (PEMC),课程简介,器件：材料是基础，工艺是手段；线路：新型拓扑结构，软开关、多电平；控制：在了解被控对象的基础上，提出新的方法。,课程简介,课程简介,一个核心技术,电源,课程简介,三个基本特征,电能处理与节能,弱电控制强电,高技

2、术的支撑,课程简介,五个发展方向,课程简介,多种应用领域,电源系统,电力系统,储能系统,现代交通系统,电气传动系统,课程简介,机电结合,计算机,网络,PEMC,计算机,计算机,神经,肌肉,大脑,课程简介,电力电子技术现代电力电子技术打牢基础,功率变换器控制技术拓宽视野,功率变换器控制技术深入理论,相关学术资源,国内著名杂志和会议中国电机工程学报电工技术学报电机与控制学报电力系统自动化电力自动化设备高电压技术电力电子技术电气传动微特电机中国电力电子与电力传动学术会议，中国电力电子学会年会，中国电气自动化学术年会,相关学术资源,国外著名杂志和会议 IEEE Trans. On Power Electronics, Industry Application, Industry Electronics IEE Proceeding Part B Electrical Power System & Application, EPE Journal IEEE Annual Meeting PESC, IAS, IECON, POWERCON；欧洲EPE，PCIM，ICEM，P

3、EMC；日本IPEC，PCC；新加坡PEDS,IPEC；韩国ICPE；中国IPEMC，ICEMS；印度、巴西IPEC,参考书目,1、李永东交流电机数字控制系统 2、陈坚交流电机数学模型及调速系统 3、阮毅运动控制系统 4、李崇坚交流同步电机调速系统 5、陈伯时电力拖动自动控制系统 6、B. K. Bose Modern Power Electronics and AC Drives,课程主要内容,以异步电动机作为被控对象，研究功率变换器控制技术。长期以来直流电动机因其良好的动、静态调速性能，一直广泛应用于高性能的调速领域。这主要是因为直流电机具备如下三个条件：（1）定子磁极能够产生一个稳定的直流磁场；（2）转子电枢绕组能够在空间产生一个稳定的电枢磁势，并且电枢磁势与磁场总能够保持相对垂直，产生转矩最有效；（3）励磁电流与电枢电流在各自回路中，可以分别加以控制。,课程主要内容,课程主要内容,1971年，美国P.C.Custman和A.A.Clark申请的专利“感应电机定子电压的坐标变换控制”，同年德国西门子公司的F.Blasche等提出的“感应电机磁场定向的控制原理”

4、，奠定了矢量控制的基础。矢量控制又称磁场定向控制（Field Orientation），即把磁场矢量的方向作为坐标轴的基准方向，电机电流矢量的大小、方向均用瞬时值来表示。F. Blaschke 的想法是考虑到异步电机是一个多变量、强耦合、非线性的时变参数系统，很难直接通过外加信号准确控制电磁转矩，但若以转子磁通这一旋转的空间矢量为参考坐标，利用从静止坐标轴系到旋转坐标轴系之间的变换，则可以把定子电流中的励磁电流分量和转矩电流分量分解成两个垂直的直流变量，并分别进行控制。这样，通过坐标变换重建的电动机模型就可以等效为一台直流电机，从而可以模仿直流电机的控制策略进行快速的转矩和磁通控制。,课程主要内容,课程主要内容,1984年由德国学者M.Depenbrock教授首先提出了对异步电机实现直接转矩控制的理论，随后日本学者I.Takahashi也提出了类似的控制方案。与矢量控制不同，直接转矩控制摒弃了解耦思想，取消了坐标变换，通过电压空间矢量来控制定子磁通的旋转速度，控制定子磁通走走停停，以改变定子磁通的平均旋转速度，从而改变定子磁通的夹角以达到控制电磁转矩的目的。,课程主要内容,1、交流电机的多变量数学模型 2、转差频率控制系统（原理、构成、存在的问题） 3、矢量变换控制系统（原理、不同定向方式的系统构成、性能分析、存在的问题、解决方案、值得探讨的问题等） 4、直接转矩控制系统（原理、不同定向方式的系统构成、性能分析、存在的问题、解决方案、值得探讨的问题等） 5、功率变换器最新控制思想，例如无转速传感器控制、无电流电压传感器控制等控制方案 6、功率变换器的数字控制系统,考核方式,平时：课堂+作业50% 结课考试：50%,

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