异步电机矢量控制基本原理.ppt

异步电机矢量控制基本原理,北京利德华福电气技术有限公司 预研部 2006-10-30,内容提纲,前言 三相异步电机数学模型 异步电机矢量控制 实现矢量控制的关键问题,一、前言,异步电机常见调速方式 转差功率消耗型调速系统 ——降电压调速，液力耦合器调速，电磁转差离合器调速，转子串电阻调速 转差功率回馈型调速系统 ——串级调速 转差功率不变型调速系统 ——变极对数调速，变压变频调速,异步电机控制的目标变量 ——电压，电流，磁通，转矩，转速 何谓矢量控制（Vector Control） ——磁场定向控制（Field Orientation Control） ——电机的磁场矢量方向作为坐标变换中坐标轴的基准方向,矢量控制技术发展历程 矢量控制技术发展应用的几大要素 （1）矢量控制理论 （2）数字电路 （3）功率器件 （4）现代控制理论,二、三相异步电机数学模型,2.1 理想三相异步电机的条件 （1）电机定、转子三相绕组完全对称； （2）电机定、转子表面光滑，无齿模效应； （3）电机气隙磁场在空间呈正弦分布； （4）铁芯的涡流、饱和及磁滞损耗忽略不计2.2 电机模型,1．电压方程式,,2．磁链方程式,,式中，自感：,互感：,,,3．转矩方程式,,4．机械运动方程式,（1）三相静止坐标系（3s） （2）两相静止坐标系（2s） （3）两相旋转坐标系（2r）,2.3 坐标变换,(1) 从三相静止到两相静止坐标系（3s/2s变换）,,,,(2) 从两相静止到两相旋转坐标系 (2s/2r变换),,2.4 两相静止坐标系下的数学模型,,,,电压方程 磁链方程,转矩方程,2.5 两相旋转坐标系下的数学模型,,,,电压方程 磁链方程,转矩方程,,,-2r坐标系d轴相对定子A相绕组旋转的角度。

转子a相相对定子A相绕组旋转的角度三、异步电机矢量控制,将d轴选为转子磁链方向，则有： (1) 转子q轴磁链为0  (2) 为同步速 (3) 为转子旋转角速度 另外：转子绕组短路  urd=0; urq=0.,,,电压方程 磁链方程,转矩方程,,3.1 转子磁场定向电机模型,经推导整理可得：,(1) 转子磁链 其中： (2) 电机转矩,3.2 矢量控制基本原理 在转子磁场定向的情况下（同步旋转坐标系） 转子磁通幅值由定子电流d轴分量 i sd 控制 当转子磁通控制恒定时，电机转矩与定子电流q轴分量 i sq 成正比,3.3 矢量控制原理框图,四、实现矢量控制的关键问题,转子磁链观测 转子速度辨识 电机参数检测,4.1 转子磁链观测 （1）电压模型 其中,,（2）电流模型 （3）模型参考自适应 如：电压模型与电流模型结合使用,,,,,4.2 转速辨识 根据所观测转子磁链 ，可得到转子磁链相位,4.3 电机参数检测 （1）定子电阻Rs （2）定子电感Ls （3）转子电阻Rr （4）转子电感 Lr （5）定转子互感Lm,谢谢！,。