基于动态模型按转子磁链定向的矢量控制系统设计指导.pptVIP

基于动态模型按转子磁链定向的 矢量控制系统设计指导; 概 述;6.7.1 矢量控制系统的基本思路; 如果观察者站到铁心上与坐标系一起旋转，他所看到的便是一台直流电机，可以控制使交流电机的转子总磁通 ? r 就是等效直流电机的磁通，则M绕组相当于直流电机的励磁绕组，im 相当于励磁电流，T 绕组相当于伪静止的电枢绕组，it 相当于与转矩成正比的电枢电流。 ;;图6-52 异步电动机的坐标变换结构图 3/2——三相/两相变换; VR——同步旋转变换; ? ——M轴与?轴（A轴）的夹角 ; 既然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。 由于进行坐标变换的是电流（代表磁动势）的空间矢量，所以这样通过坐标变换实现的控制系统就叫作矢量控制系统（Vector Control System），控制系统的原理结构如下图所示。; 矢量控制系统原理结构图 ;; 设计控制器时省略后的部分;;6.7.2 按转子磁链定向的矢量控制方程及其 解耦作用; 按转子磁链定向 ;; 按转子磁链定向后的系统模型;;;; 按转子磁链定向的意义;;电流解耦数学模型的结构;; 矢量控制系统原理结构图;;; 解耦条件;6.7.3 转子磁链模型 ;;1. 在两相静止坐标系上的转子磁链模型 ;;;整理后得转子磁链模型 ; 在两相静止坐标系上的转子磁链模型 ; 上图的转子磁链模型适合于模拟控制，用运算放大器和乘法器就可以实现。采用微机数字控制时，由于 ?r? 与 ?r? 之间有交叉反馈关系，离散计算时可能不收敛，不如采用下面第二种模型。 ;2. 按磁场定向两相旋转坐标系上的转子磁链模型 ;; 和第一种模型相比，这种模型更适合于微机实时计算，容易收敛，也比较准确。 上述两种转子磁链模型的应用都比较普遍，但也都受电机参数变化的影响，例如电机温升和频率变化都会影响转子电阻 Rr，从而改变时间常数 Tr ，磁饱和程度将影响电感Lm 和 Lr，从而 Tr 也改变。这些影响都将导致磁链幅值与相位信号失真，而反馈信号的失真必然使磁链闭环控制系统的性能降低。 ;6.7.4 转速、磁链闭环控制的矢量控制系统 ——直接矢量控制系统;电流控制变频器; （1）电流滞环跟踪控制的CHBPWM变频器;（2）带电流内环控制的电压源型PWM变频器;（3） 转速磁链闭环微机控制电流滞环型 PWM变频调速系统;VR-1; 工作原理;6.7.5 磁链开环转差型矢量控制系统—— 间接矢量控制系统;; 转差型矢量控制的交－直－交电压源变频调速系统; 系统的主要特点;; （2）定子电流励磁分量给定信号 i*sm 和转子磁链给定信号?*r 之间的关系是靠式 （6-137）建立的，其中的比例微分环节 Tr p + 1 使 ism 在动态中获得强迫励磁效应，从而克服实际磁通的滞后。 ;; （4）转差频率给定信号 ?*s 按矢量控制方程式（6-135）算出，实现转差频率控制功能。