三相异步电机的矢量控制

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1、实验室内部讲座三相异步电机的矢量控制(1)合肥工业大学电气与自动化工程学院2011－101.三相异步电机的原始数学模型2.坐标变换3.三相异步电机在同步旋转正交坐标系中的数学模型4.按转子磁链定向的矢量控制系统三相异步电机的原始数学模型三相异步电机的物理模型三相异步电机的原始数学模型每个绕组的磁链是它本身的自感磁链和其他绕组对它的互感磁链之和三相磁链方程三相异步电机的原始数学模型三相电压方程定子单相电压方程转子单相电压方程三相异步电机的原始数学模型转矩方程以上数学模型存在非线性强耦合性坐标变换不同坐标系中电动机模型等效的原则是：不同坐标系下绕组所产生的合成磁动势相等直流电机物理模型

2、三相异步电机在不同坐标系下的物理模型坐标变换变换前后总功率不变坐标变换三相异步电机在同步旋转正交坐标系中的数学模型d-q坐标下的三相异步电机数学模型（原始模型经过坐标变换得到）电压方程磁链方程转矩方程三相异步电机在同步旋转正交坐标系中的数学模型说明：1.定子绕组经过3/2变换、两相静止到两相旋转2步变换转子绕组是旋转的，因此需经3/2变换、两相旋转到两相静止、两相静止到两相旋转3步变换2.等效后的定、转子绕组间不存在相对运动。3.旋转坐标系旋转速度ω1理论上可为任意值，但只有等于定子电流的频率，即使用同步旋转坐标系，才有实际意义。按转子磁链定向的矢量控制系统基本思想通过坐标变换，在按

3、转子磁链定向同步旋转正交系统中，得到等效的直流电动机模型，仿照直流电机的控制方法控制电磁转矩和磁链，然后将转子磁链定向坐标系中的控制量反变换得到三相坐标系的对应量，以实施控制。d轴（m轴）与转子磁链矢量重合坐标变换变换的是矢量按转子磁链定向的矢量控制系统m-t（磁链-转矩）（d-q）坐标下的三相异步电机数学模型电压方程磁链方程转矩方程按转子磁链定向的矢量控制系统d轴（m轴）与转子磁链矢量重合考虑到笼型转子内部是短路的由转子电压方程，代入到转子磁链方程，按转子磁链定向的矢量控制系统转矩公式可简化为按转子磁链定向的矢量控制系统电流闭环控制必不可少按转子磁链定向的矢量控制系统问题：如何实现

4、电流闭环控制？如使用电流PI调节器，参数如何选择？2.如何计算转子磁链？3.如何计算同步旋转坐标系的φ角？4.有没有转子磁链开环的控制方式？5.矢量控制的优点与缺点？按转子磁链定向的矢量控制系统定子电流闭环控制方式三相电流滞环控制2.定子电流励磁分量和转矩分量分别闭环控制按转子磁链定向的矢量控制系统按转子磁链定向的矢量控制系统转子磁链给定值的选择1）额定转速以下2）额定转速以上两种控制方式对比按转子磁链定向的矢量控制系统转子磁链的计算是否根据转子磁链的实际值进行控制1）直接定向2）间接定向转子磁链模型1）电流模型2）电压模型按转子磁链定向的矢量控制系统按转子磁链定向的矢量控制系统调节

5、对象为一个大惯性和一个小惯性，按典型Ⅰ型系统设计电流调节器，ACR选PI调节器，消去大惯性环节定子电流环的设计校正后的电流环等效传递函数按转子磁链定向的矢量控制系统转子磁链环的设计设计方法同电流调节器按转子磁链定向的矢量控制系统转速环按典型Ⅱ型系统设计，ASR采用PI调节器，取中频宽h＝5，两个小惯性环节合并，转速环的设计