1、第四章 交流电机矢量控制-转差频率控制系统和 各种矢量控制方法 王军王军 教授教授 西华大学西华大学 电气信息学院电气信息学院一般对三相异步电机做如下理想化假定：（1）电机定转子三相绕组完全对称；（2）定转子表面光滑，无齿槽效应，定转子每相气隙磁动势在空间呈正弦分布；（3）磁饱和、涡流及铁心损耗忽略不计。对异步电机而言 urd=urq=0LdTTJdt整理后可得整理后可得式式（4-9）式式（4-11）为转子磁通定向矢量控制）为转子磁通定向矢量控制方程式。方程式。其中其中,漏磁系数漏磁系数 =1-Lm2/(LSLr)；r=Lr/Rr 为转为转子时间常数。子时间常数。矢量控制技术最初就是基于这一原
2、理实现磁通和转矢量控制技术最初就是基于这一原理实现磁通和转矩的解耦控制的，目前大多数矢量控制系统仍采用矩的解耦控制的，目前大多数矢量控制系统仍采用此方法。这种带有转子磁通反馈的矢量控制系统，此方法。这种带有转子磁通反馈的矢量控制系统，也称为直接转子磁通定向矢量控制，其优点是系统也称为直接转子磁通定向矢量控制，其优点是系统达到了完全的解耦控制，缺点是磁链闭环控制系统达到了完全的解耦控制，缺点是磁链闭环控制系统中转子磁通的检测精度受转子时间常数的影响较大，中转子磁通的检测精度受转子时间常数的影响较大，在某种程度上影响了系统的性能。在某种程度上影响了系统的性能。转差频率矢量控制（即间接磁场定向的矢量
3、转差频率矢量控制（即间接磁场定向的矢量控制系统），采用磁链开环控制方式，由于不需控制系统），采用磁链开环控制方式，由于不需要检测转子磁链，因而检测方式简单，容易实现。要检测转子磁链，因而检测方式简单，容易实现。如果在控制过程中如果在控制过程中,只要能使电机定子转子或只要能使电机定子转子或气隙磁场中有一个始终保持不变气隙磁场中有一个始终保持不变,电机的转矩就和电机的转矩就和稳态工作时一样稳态工作时一样,主要由转差频率决定。主要由转差频率决定。1.给定希望的给定希望的 后通过式子后通过式子 可以算出可以算出d轴电流，因此也称定子电流的轴电流，因此也称定子电流的d轴分量为励磁分轴分量为励磁分量，定子
4、电流的量，定子电流的q轴分量为转矩分量轴分量为转矩分量2.由派克方程，当由派克方程，当 恒定时，电磁转矩和电流恒定时，电磁转矩和电流的的q轴分量或转差成正比，没有最大值限制，通过轴分量或转差成正比，没有最大值限制，通过控制定子电流的控制定子电流的q轴分量即可控制电磁转矩。轴分量即可控制电磁转矩。基本控制方法基本控制方法:Is和和s 的计算的计算 0sqsdsdssdpiRusdssqssqiRuiLiLsqsrslsdsrsdrpp)1()1()(0iLsdssdrslipTsqsdnemsdisqisdisq 磁场定向矢量控制的优点是系统达磁场定向矢量控制的优点是系统达到了完全的解耦控制，但
5、缺点是系统的控到了完全的解耦控制，但缺点是系统的控制需采用旋转矢量变换，结构比较复杂。制需采用旋转矢量变换，结构比较复杂。如果使参考坐标系的如果使参考坐标系的d轴和定子电压的方轴和定子电压的方向重合则可以得到在过度过程中也保持磁向重合则可以得到在过度过程中也保持磁通恒定的动态控制规律，既电压定向矢量通恒定的动态控制规律，既电压定向矢量控制。控制。3sdssUsdRsipsdsqU0sqsUsqRsipsqsdrqslrdsdpRri0rdpRrislrqrq0(4-30-1)电压方程电压方程:(4-30-2)(4-30-3)(4-30-4)22sdsqC0sdsdsqsq Rssdusqisdisdsqsd/0rdrdrqrqii223()3(1)ssrefsssdsssdRL IuUL()mdmsdrdLii()0mqmsqrqLii0mqsds sdssdmdss squR ipipi sqs sqssqss sqsmduR ipii rrslsqrmdr sdmRpiLiL1()mmmdmdrrsdslrsqrrrLLpRp iiLL emnmd sqTpi0mqsds sdssdmdss squR ipipi()mdmsdrdLii()0mqmsqrqLiisqs sqssqss sqsmduR ipii
