矢量控制原理培训课件.ppt

矢量控制原理培训 摘要 概述 与直流传动类比 等效电路 坐标变换 变频器矢量控制框图 磁场定向计算 用矢量变换的方法研究电机动态控制过程，把磁场矢量的方向作为坐标轴的基准方向，根据磁动势等效原则，利用坐标变化将定子电流分解为励磁分量和转矩分量，实现交流电机磁通和转矩的解耦控制，使交流电机获得等效于他励直流电动机的控制性能，故矢量控制又称为磁场定向控制 概述 图6-46 二极直流电机的物理模型 d q ? F A C if ia ic 励磁绕组 电枢绕组 补偿绕组 将异步电动机放在一个同步旋转的参考坐标系上控制，稳态时的正弦变量呈现为直流量，此时异步电动机可获得类似与直流电动机的特性 Te=Kt*Ids*Iqs， Ids与直流电动机励磁电流If类似，Iqs与直流电动机电枢电流Ia类似 异步电机经过坐标变换可以等效成直流电机，那么，模仿直流电机的控制策略，得到直流电机的控制量，经过相应的坐标反变换，就能够控制异步电机了 控制系统的原理结构如下图所示 ? PI调节 PI调节 PI调节 PI调节 坐标 变换 PWM VDF M 电压电流测量 坐标 变换 磁链观测 与转速计算 三相异步电动机的物理模型 A B C uA uB uC ?1 ? ua ub uc a b c ? 三相异步电动机的物理模型 三相对称绕组A、B、C 两相对称绕组 、 旋转的直流绕组M、T 如何求出iA、iB 、iC 与i?、i? 和im、it 之间准确的等效关系，这就是坐标变换的任务。 三相和两相坐标系与绕组磁动势的空间矢量 A N2i? N3iA ? ? N3iC N3iB N2iβ 60o 60o C B 设磁动势波形是正弦分布的，当三相总磁动势与二相总磁动势相等时，两套绕组瞬时磁动势在 ?、? 轴上的投影都应相等， 写成矩阵形式，得 令 C3/2 表示从三相坐标系变换到两相坐标系的变换矩阵，则 三相—两相坐标系的变换矩阵 两相—两相旋转变换（2s/2r变换） 从上图等效的交流电机绕组和直流电机绕组物理模型的图 b 和图 c 中从两相静止坐标系到两相旋转坐标系 M、T 变换称作两相—两相旋转变换，简称 2s/2r 变换，其中 s 表示静止，r 表示旋转。 把两个坐标系画在一起，即得下图。 两相—两相旋转变换（2s/2r变换） it sin? i? ? ? Fs ?1 imcos? ? im imsin? itcos? iβ it M T ? 2s/2r变换公式 写成矩阵形式，得 是两相旋转坐标系变换到两相静止坐标系的变换阵。 式中 两相旋转—两相静止坐标系的变换矩阵 对两边都左乘以变换阵的逆矩阵，即得 则两相静止坐标系变换到两相旋转坐标系的变换阵是 电压和磁链的旋转变换阵也与电流（磁动势）旋转变换阵相同。 两相静止—两相旋转坐标系的变换矩阵 ? PI调节 PI调节 PI调节 PI调节 坐标 变换 PWM VDF M 电压电流测量 坐标 变换 磁链观测 与转速计算 三相异步电动机在两相坐标系上的状态方程 作为异步电机控制系统研究和分析基础的数学模型，过去经常使用矩阵方程，近来越来越多地采用状态方程的形式，因此有必要再介绍一下状态方程。为了简单起见，这里只讨论两相同步旋转dq坐标系上的状态方程。 三相异步电动机在两相坐标系上的状态方程 dq坐标系上? —?r — is 状态方程 电压模型磁链方程 基于动态模型按转子磁链定向的 矢量控制系统 矢量控制系统的基本思路 按转子磁链定向的矢量控制方程及其解耦作用 坐标变换 基于电压磁链观测模型，磁链计算及转速估计 结束 将异步电动机放在一个同步旋转的参考坐标系上控制，稳态时的正弦变量呈现为量，此时异步电动机可获得类似与直流电动机的特性 * * * 将异步电动机放在一个同步旋转的参考坐标系上控制，稳态时的正弦变量呈现为量，此时异步电动机可获得类似与直流电动机的特性 * * *