αβ变换法交流电机转矩间接检测的研究和仿真.pdfVIP

第十九届电工理论学术年会论文集 llO 筇变换法交流电机转矩间接检测的研究与仿真 张字华余发山董爱华 (河南理工大学电气工程与自动化学院454100) 摘 要：筇变换法间接检测异步电动机输出转矩，具有结构简单和不用特殊输出轴的特点，可以 取代传统转矩检测装置，简化检测机构。本文通过仿真与分析，找出c咿变换法磁链计算偏差的原因， 并提出了合理的解决方法。仿真结果显示。方法可行。 关键词：转矩交流电动机仿真 1．引言 旋转轴负载转矩的检测，通常是将传感器直接安装在旋转轴上，信号传输与能量供 给采用集流环或无线方式，这不仅使测量设备复杂、易受干扰、安装调试困难，而且还 可能破坏原有轴的结构，因而受到很大限制。转矩观测器是采用测量电动机的电压电流 的方法计算输出转矩。该方法不须在输出轴上增加任何设备也不须改变输出轴的结构， 可大大简化检测装置。 ’ 由电机的电气传动的机械运动方程： 瓦=￡一J掣 公式(1) 式中：T,--一电动机电磁转矩；五一一折算到电机轴上的等效负载转矩；产一折算 到电机轴上的等效转动惯量；∞一一电动机的旋转角速度。 如果检测电动机的电磁转矩瓦和动态转矩／!掣，电动机的输出转矩就可以算出。 dt 而，掣部分由角速度变化很容易求处，因此，电磁转矩t的观测是负载转矩计算的关 讲 键。 2．筇变换法电磁转矩观测器模型Ⅲ乜1 由筇O变换原理，二相电机的电压、电流和磁链可以变换成两相电压、电流和磁 链，变换关系如式(2)。其中，XA、XB为电动机A、B两相的实际电压、电流或磁 第十九届电工理论学术年会论文集 lll 链值；X口、X口为变换后筇0坐标系下的电压、电流或磁链值。 阱 皋 怵2， 经筇0燹换后的定子绕组电压方程为公式(3) 公式c3，“¨“ R 甜ua∥=：P∥沙a声++Rl，iaP甜∥=沙声+l卢Ji∥} 由此得电磁转矩方程为公式(4)： 乙=P1 绷2 ooV卢y口一0卢y口一I‘a沙卢)沙声J 公式(4)公式(4) 公式(2)、(3)(4)中甜口、甜声分别为定子口轴绕组和∥轴绕组的端电压，∥口、 缈口分别为交链定子口轴绕组和∥轴绕组的磁链，Po为电机极对数(为了与微分符号 P相区别)。 由上式可以看出，只要正确检测得正比于{f，口、y声和屯、彩的信号，就可以用 单片机或模拟运算电路测取电磁转矩。 由公式(3)得 y=I@一R1f)衍 公式(5) 与公式(5)对应的原理框图如图I所示： 圈i磁链测量原理图 以图l所示的测量方法，就构成了简便实用的磁链测量系统。从而可以算出电动机 的电磁转矩。 3．仿真分析 一般情况下转矩的测量是一个间断的过程，检测电路会随时启动和间断。仿真过程 发现，当电机电磁转矩检测不考虑启动的暂态过程，直接在电机运转到稳态时启动转矩 测量系统将不能准确测量电机的电磁转矩。为此，我们进行了深入研究，并提出了可行 第f九用电T理论学术年台论文撬 的解决方法 到2 si删Iink仿真框图 d口0变换往洲挝感应式异步电动机的电磁转矩是以电动机的输入lⅡ压、电流及定 子绕组电阻为计算依据，仿真应在屯机实际输入电压、电