電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6課件

1、第6章基于動(dòng)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)-運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)8/5/20221衷擻站凡基舒悅綢溢佬啤藩嗅人毋鼎瘸則提炳廈意賴挺龍領(lǐng)炮喧局談替樂電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第1頁，共187頁?；趧?dòng)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)具有非線性、強(qiáng)耦合、多變量的性質(zhì)，要獲得高動(dòng)態(tài)調(diào)速性能，必須從動(dòng)態(tài)模型出發(fā)，分析異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁鏈控制規(guī)律，研究高性能異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方案。矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制是已經(jīng)獲得成熟應(yīng)用的兩種基于動(dòng)態(tài)模型的高性能交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。8/5/20222鎢靛碌當(dāng)腿統(tǒng)滴特終絆好寧葵沫株護(hù)占針場(chǎng)榷瀉超于畜噎劃唾黃鈔轎撻跟電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)

2、自動(dòng)控制系統(tǒng)6第2頁，共187頁?；趧?dòng)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速矢量控制系統(tǒng)通過矢量變換和按轉(zhuǎn)子磁鏈定向，得到等效直流電動(dòng)機(jī)模型，然后模仿直流電動(dòng)機(jī)控制。直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)利用轉(zhuǎn)矩偏差和定子磁鏈幅值偏差的符號(hào)，根據(jù)當(dāng)前定子磁鏈?zhǔn)噶克诘奈恢茫苯舆x取合適的定子電壓矢量，實(shí)施電磁轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈的控制。8/5/20223滇桂砌您株啊黃撮鈍侯卯劑紫貼尸碾箔撞軍見衫氟羌瘁弊僵聞漫覺絢氛伙電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第3頁，共187頁。內(nèi)容提要異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的性質(zhì)異步電動(dòng)機(jī)三相數(shù)學(xué)模型坐標(biāo)變換異步電動(dòng)機(jī)在正交坐標(biāo)系上的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型異步電動(dòng)機(jī)在正交坐標(biāo)系上的狀態(tài)方程異步電動(dòng)機(jī)按轉(zhuǎn)子磁鏈

3、定向的矢量控制系統(tǒng)異步電動(dòng)機(jī)按定子磁鏈控制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)與矢量控制系統(tǒng)的比較8/5/20224憾職麗坎冀樊彰吳潰淵仙鞭數(shù)型禱圍泵寺晉含礬纖婦并誕缺蝕憋芳蒙櫥菠電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第4頁，共187頁。6.1 異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的性質(zhì)電磁耦合是機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的必要條件，電流與磁通的乘積產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速與磁通的乘積得到感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。無論是直流電動(dòng)機(jī)，還是交流電動(dòng)機(jī)均如此。交、直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理的不同，其表達(dá)式差異很大。8/5/20225奴醋是咎侮暫勺鋁枕燼守里撿頂嘛憊崇冤肝戒席吏計(jì)汾旬暮千巋毯侯咕鎊電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第5頁，共

4、187頁。6.1 異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的性質(zhì)他勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組和電樞繞組相互獨(dú)立，勵(lì)磁電流和電樞電流單獨(dú)可控，勵(lì)磁和電樞繞組各自產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)在空間無交叉耦合。氣隙磁通由勵(lì)磁繞組單獨(dú)產(chǎn)生，而電磁轉(zhuǎn)矩正比于磁通與電樞電流的乘積。保持勵(lì)磁電流恒定，只通過電樞電流來控制電磁轉(zhuǎn)矩。8/5/20226洼捧事凳蜜廢芬坯試附奸刷軍巋稈錳迪締一治唉銷郁偽屠碘淬塞忠裴殖耕電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第6頁，共187頁。6.1 異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的性質(zhì)異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型是一個(gè)高階、非線性、強(qiáng)耦合的多變量系統(tǒng)。異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速時(shí)需要進(jìn)行電壓（或電流）和頻率的協(xié)調(diào)控制，有電壓（

5、或電流）和頻率兩種獨(dú)立的輸入變量。在輸出變量中，除轉(zhuǎn)速外，磁通也是一個(gè)輸出變量。8/5/20227靛結(jié)框才卿還揍滴復(fù)膚娟舊硬死禿念揚(yáng)挾濃象昏撐懶錐駿描拙敲況銑朵衫電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第7頁，共187頁。6.1 異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的性質(zhì)異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型是一個(gè)高階、非線性、強(qiáng)耦合的多變量系統(tǒng)。異步電動(dòng)機(jī)無法單獨(dú)對(duì)磁通進(jìn)行控制，電流乘磁通產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速乘磁通產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在數(shù)學(xué)模型中含有兩個(gè)變量的乘積項(xiàng)。三相異步電動(dòng)機(jī)三相繞組存在交叉耦合，每個(gè)繞組都有各自的電磁慣性，再考慮運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)電慣性，轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)角的積分關(guān)系等，動(dòng)態(tài)模型是一個(gè)高階系統(tǒng)。8/5/20228竿喇

6、浴脂攬融他霸匪肘湘研故污毀陶磋耳震寄陳距妄是癰頒矽磐腎醞估鴦電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第8頁，共187頁。6.2 異步電動(dòng)機(jī)的三相數(shù)學(xué)模型作如下的假設(shè)：忽略空間諧波，三相繞組對(duì)稱，產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)沿氣隙按正弦規(guī)律分布。忽略磁路飽和，各繞組的自感和互感都是恒定的。忽略鐵心損耗。不考慮頻率變化和溫度變化對(duì)繞組電阻的影響。8/5/20229圈螟惜攘底壬刊細(xì)溫踏驅(qū)媳糕饑震甸旁側(cè)面蕊蛇遣將澄締梭入杠嚎泰鎢蘭電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第9頁，共187頁。6.2 異步電動(dòng)機(jī)的三相數(shù)學(xué)模型無論異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子是繞線型還是籠型的，都可以等效成三相繞線轉(zhuǎn)子，并折算到定子側(cè)，折算后的定

7、子和轉(zhuǎn)子繞組匝數(shù)相等。異步電動(dòng)機(jī)三相繞組可以是Y連接，也可以是連接。若三相繞組為連接，可先用Y變換，等效為Y連接。然后，按Y連接進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。8/5/202210溜羽傳危汪勵(lì)磊血阮踴豆舵餃臘幣常杭托父浚輿典炕罐泌螟態(tài)當(dāng)稅尼速壯電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第10頁，共187頁。6.2 異步電動(dòng)機(jī)的三相數(shù)學(xué)模型定子三相繞組軸線A、B、C在空間是固定的。轉(zhuǎn)子繞組軸線a、b、c隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。 三相異步電動(dòng)機(jī)的物理模型8/5/202211心雙依用榴牢瓷睛瘋巳悲輯噸薛豌技戍浴乾席瞳民剔哺興涅宰掇蒼旨念懾電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第11頁，共187頁。6.2.1 異步電動(dòng)機(jī)

8、三相動(dòng)態(tài)模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)模型由磁鏈方程、電壓方程、轉(zhuǎn)矩方程和運(yùn)動(dòng)方程組成。磁鏈方程和轉(zhuǎn)矩方程為代數(shù)方程電壓方程和運(yùn)動(dòng)方程為微分方程8/5/202212奴斜牧婁忠所仕佬淖辜概咯瞎榨斷甚描稼陽吞茲幟擁擺鄧削搶暖灣抗狼油電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第12頁，共187頁。磁鏈方程 異步電動(dòng)機(jī)每個(gè)繞組的磁鏈?zhǔn)撬旧淼淖愿写沛満推渌@組對(duì)它的互感磁鏈之和8/5/202213雨邁奠授譯艱俐分嚎鑿體籍拱熒奶弊葡錨為每媳搽遍灣蓬皚冒委戮墅趙磁電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第13頁，共187頁。自感或?qū)懗啥ㄗ痈飨嘧愿修D(zhuǎn)子各相自感8/5/202214灣拂莫攜沿找室此廉輕

9、蔓稱土墑裂扛冊(cè)簿祁股梆輥狗涅復(fù)抨秩蚤呻礬侶湯電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第14頁，共187頁?；ジ欣@組之間的互感又分為兩類定子三相彼此之間和轉(zhuǎn)子三相彼此之間位置都是固定的，故互感為常值；定子任一相與轉(zhuǎn)子任一相之間的相對(duì)位置是變化的，互感是角位移的函數(shù)。8/5/202215豐曼碼淤轅授筒段硯茍鬃惠位書掃洲吊淘弦氯進(jìn)異謂彼赦艱滴咀款覆傳誅電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第15頁，共187頁。定子三相間或轉(zhuǎn)子三相間互感三相繞組軸線彼此在空間的相位差互感定子三相間或轉(zhuǎn)子三相間互感8/5/202216貳蔑論嘆鬼豫拖鈾溝而蔚胚怒爾薊壞證如汛座住木平仰甄掙證滁廟煥苗做電力拖動(dòng)自動(dòng)

10、控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第16頁，共187頁。定、轉(zhuǎn)子繞組間的互感 由于相互間位置的變化可分別表示為當(dāng)定、轉(zhuǎn)子兩相繞組軸線重合時(shí)，兩者之間的互感值最大 8/5/202217裴斥噎喪汞甄說撤桓爸腳瑚州孩暫姆爸蕭腑膘掉熟晨還挺倍腿拳臘投億蒂電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第17頁，共187頁。磁鏈方程磁鏈方程，用分塊矩陣表示 8/5/202218攝同臉鞍傅了燙演勁獲羌呢州婁快昭桅放鉗幸斌把莊利姜茵膠襖樊馮旺吻電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第18頁，共187頁。電感矩陣定子電感矩陣轉(zhuǎn)子電感矩陣8/5/202219壺訴皇駁瘋袖弧入瓜徒摘廢詫肥證熄促攻絡(luò)唆陛芍粱渤排品固

11、擄統(tǒng)仁冠拱電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第19頁，共187頁。電感矩陣定、轉(zhuǎn)子互感矩陣變參數(shù)、非線性、時(shí)變 8/5/202220宙揉沃嘉敘航論遍稀宰謎肄膽己搗繕課茹四聾廠瑯赴態(tài)額矢訴飼愈培氦階電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第20頁，共187頁。電壓方程三相繞組電壓平衡方程 8/5/202221割渣襖稱棄娜堤嚨頸悼橋?yàn)持C繡宴摔宛紡烘錯(cuò)凸隨豆喝鬧績(jī)?cè)畛倍砟缕黼娏ν蟿?dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第21頁，共187頁。電壓方程將電壓方程寫成矩陣形式 8/5/202222和思戶謄簿強(qiáng)烴竊云購鄰點(diǎn)崖戶墻荒筍冕訖瞪燕百玲椽融蠅禱據(jù)燼柳限茶電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自

12、動(dòng)控制系統(tǒng)6第22頁，共187頁。電壓方程把磁鏈方程代入電壓方程，展開 8/5/202223按銳孽佐紅靈且喊貢曼臘骨蔑截懦沙雀貧補(bǔ)傾生銥屹表袒僳琺抉執(zhí)距婆咖電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第23頁，共187頁。電壓方程電流變化引起的脈變電動(dòng)勢(shì)，或稱變壓器電動(dòng)勢(shì)定、轉(zhuǎn)子相對(duì)位置變化產(chǎn)生的與轉(zhuǎn)速成正比的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)勢(shì) 8/5/202224斗讀芝逮畦教檻啟涎庸蘑耙鑿厚峪搗臍囤零疫封比汪皮賞嬰漠漂觀練胃齒電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第24頁，共187頁。電壓方程轉(zhuǎn)矩方程運(yùn)動(dòng)方程轉(zhuǎn)角方程 8/5/202225全砸晰倆實(shí)稠腫息斗溉鮑頹羹款痕峪瞧熊鄭衡彪炕叉忿焉秤編刃啃婚欺絢電力拖動(dòng)

13、自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第25頁，共187頁。異步電動(dòng)機(jī)三相原始模型的非獨(dú)立性非線性強(qiáng)耦合性非線性耦合體現(xiàn)在電壓方程、磁鏈方程與轉(zhuǎn)矩方程。既存在定子和轉(zhuǎn)子間的耦合，也存在三相繞組間的交叉耦合。非線性變參數(shù)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩中都包含變量之間的乘積，這是非線性的基本因素。定轉(zhuǎn)子間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致其夾角不斷變化，使得互感矩陣為非線性變參數(shù)矩陣。8/5/202226疆剛偉杯盅扛褪轎繡鉆怕喻轄和拖燈至主能余巋蒲宦哮俄誅傘謬菇翁災(zāi)勞電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第26頁，共187頁。6.2.2 異步電動(dòng)機(jī)三相原始模型的性質(zhì)異步電動(dòng)機(jī)三相繞組為Y無中線連接，若為連接，可等效為Y連

14、接?？梢宰C明：異步電動(dòng)機(jī)三相數(shù)學(xué)模型中存在一定的約束條件8/5/202227魁荒蒙職揖臨夏墑趴薦偶嘻尹說儀霧農(nóng)導(dǎo)稱鈴異捉啟夫絲肇合詐婦囊頑際電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第27頁，共187頁。異步電動(dòng)機(jī)三相原始模型的非獨(dú)立性三相變量中只有兩相是獨(dú)立的，因此三相原始數(shù)學(xué)模型并不是物理對(duì)象最簡(jiǎn)潔的描述。完全可以而且也有必要用兩相模型代替。8/5/202228欺冊(cè)估經(jīng)迂插妓奎霧旁鹵皮單抽姻轉(zhuǎn)糜晰行攘豬銻戀伍哉矽歌茁菠懦嘿狐電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第28頁，共187頁。6.3 坐標(biāo)變換異步電動(dòng)機(jī)三相原始動(dòng)態(tài)模型相當(dāng)復(fù)雜，簡(jiǎn)化的基本方法就是坐標(biāo)變換。異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型之

15、所以復(fù)雜，關(guān)鍵是因?yàn)橛幸粋€(gè)復(fù)雜的電感矩陣和轉(zhuǎn)矩方程，它們體現(xiàn)了異步電動(dòng)機(jī)的電磁耦合和能量轉(zhuǎn)換的復(fù)雜關(guān)系。要簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型，須從電磁耦合關(guān)系入手。8/5/202229鰓龜慫逗煩沁賣區(qū)喚銥頂漁婆雨秩陳奇參坐程牢廷毒員鄰扎網(wǎng)姓蠶辜潑婚電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第29頁，共187頁。6.3.1 坐標(biāo)變換的基本思路兩極直流電動(dòng)機(jī)的物理模型，F(xiàn)為勵(lì)磁繞組，A為電樞繞組，C為補(bǔ)償繞組。F和C都在定子上，A在轉(zhuǎn)子上。二極直流電動(dòng)機(jī)的物理模型8/5/202230捶存蝎占概臟或欠娩鉸沫熔招料戊預(yù)伏憎赴糾受吐礙翰札巷謗狐晌芯慫徘電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第30頁，共187頁。6.3

16、.1 坐標(biāo)變換的基本思路把F的軸線稱作直軸或d軸，主磁通的方向就是沿著d軸的；A和C的軸線則稱為交軸或q軸。雖然電樞本身是旋轉(zhuǎn)的，但由于換向器和電刷的作用，閉合的電樞繞組分成兩條支路。電刷兩側(cè)每條支路中導(dǎo)線的電流方向總是相同的。8/5/202231皿每洲笨勁舔欄入狗情哀案貼諱荊食晨迎戍構(gòu)滯壟蠱婆英呈娛狼曳取揪擲電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第31頁，共187頁。6.3.1 坐標(biāo)變換的基本思路當(dāng)電刷位于磁極的中性線上時(shí)，電樞磁動(dòng)勢(shì)的軸線始終被電刷限定在q軸位置上，其效果好象一個(gè)在q軸上靜止的繞組一樣。但它實(shí)際上是旋轉(zhuǎn)的，會(huì)切割d軸的磁通而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)電動(dòng)勢(shì)，這又和真正靜止的繞組不同。把

17、這種等效的靜止繞組稱作“偽靜止繞組”8/5/202232拘唯咎到捉杏恰敖曠牙執(zhí)伎蘊(yùn)呵級(jí)虞鉚舒任叭雨琳煮序咕商密刊匪餓峰族電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第32頁，共187頁。6.3.1 坐標(biāo)變換的基本思路電樞磁動(dòng)勢(shì)的作用可以用補(bǔ)償繞組磁動(dòng)勢(shì)抵消，或者由于其作用方向與d軸垂直而對(duì)主磁通影響甚微。所以直流電動(dòng)機(jī)的主磁通基本上由勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流決定，這是直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型及其控制系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單的根本原因。8/5/202233簾碧膠唆憂擄伍兢善貳僑厄拖票吉汞相店蚜檸涉千返殼超弘琵貳氨恬絳臍電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第33頁，共187頁。6.3.1 坐標(biāo)變換的基本思路如果

18、能將交流電動(dòng)機(jī)的物理模型等效地變換成類似直流電動(dòng)機(jī)的模式，分析和控制就可以大大簡(jiǎn)化。坐標(biāo)變換正是按照這條思路進(jìn)行的。不同坐標(biāo)系中電動(dòng)機(jī)模型等效的原則是：在不同坐標(biāo)下繞組所產(chǎn)生的合成磁動(dòng)勢(shì)相等。8/5/202234芳京韶附傭抉雪艘朝闖焉軟矛蕪蛇宮馮郁丫蝸喳躍瓤恩貌握爛甄蘇茄杏實(shí)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第34頁，共187頁。6.3.1 坐標(biāo)變換的基本思路在交流電動(dòng)機(jī)三相對(duì)稱的靜止繞組A、B、C中，通以三相平衡的正弦電流，所產(chǎn)生的合成磁動(dòng)勢(shì)是旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)F，它在空間呈正弦分布，以同步轉(zhuǎn)速（即電流的角頻率）順著A-B-C的相序旋轉(zhuǎn)。任意對(duì)稱的多相繞組，通入平衡的多相電流，都能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)

19、磁動(dòng)勢(shì)，當(dāng)然以兩相最為簡(jiǎn)單。8/5/202235追甩鴿穗口惑慕赴竹妒遭天循訃坦伺燴鉸瑟蹄檸馮廠鼓繳汽痙薊膨撫瞧鉑電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第35頁，共187頁。6.3.1 坐標(biāo)變換的基本思路三相變量中只有兩相為獨(dú)立變量，完全可以也應(yīng)該消去一相。所以，三相繞組可以用相互獨(dú)立的兩相正交對(duì)稱繞組等效代替，等效的原則是產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)相等。8/5/202236蒸瓊竹鳥低爭(zhēng)鑷剃語占啼哎駿殃愚氮應(yīng)頁蒙老遭氧悸烏渡鋒陵賴矣麗版滯電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第36頁，共187頁。6.3.1 坐標(biāo)變換的基本思路所謂獨(dú)立是指兩相繞組間無約束條件所謂對(duì)稱是指兩相繞組的匝數(shù)和阻值相等 所

20、謂正交是指兩相繞組在空間互差 8/5/202237筋蔡慚惶了竣蠅亭壞賞門濕賒踐靶鹵吐仆季跑典件狼界嚇伸聰柞耳亞訪柳電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第37頁，共187頁。6.3.1 坐標(biāo)變換的基本思路三相坐標(biāo)系和兩相坐標(biāo)系物理模型8/5/202238壯灰坪忘漱借尺碩街帝疫卜舉悸卯靈號(hào)俺措芬獸憚抖有賀恥割部丹爾置糜電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第38頁，共187頁。6.3.1 坐標(biāo)變換的基本思路兩相繞組，通以兩相平衡交流電流，也能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。當(dāng)三相繞組和兩相繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)大小和轉(zhuǎn)速都相等時(shí)，即認(rèn)為兩相繞組與三相繞組等效，這就是3/2變換。8/5/202239浦冕

21、氏匆口值霹超碗呆察攀潔博榷萍敦譜筒宴迷黑繹洗榨拱嘿描飽君立援電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第39頁，共187頁。6.3.1 坐標(biāo)變換的基本思路兩個(gè)匝數(shù)相等相互正交的繞組d、q，分別通以直流電流，產(chǎn)生合成磁動(dòng)勢(shì)F，其位置相對(duì)于繞組來說是固定的。如果人為地讓包含兩個(gè)繞組在內(nèi)的鐵心以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，磁動(dòng)勢(shì)F自然也隨之旋轉(zhuǎn)起來，成為旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。如果旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的大小和轉(zhuǎn)速與固定的交流繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)相等，那么這套旋轉(zhuǎn)的直流繞組也就和前面兩套固定的交流繞組都等效了。8/5/202240編鏟墾坑致佬氣竅羽底著爸挫漆瘍紀(jì)瑟票像猩梳個(gè)伏俯買促涌弟飾兇帚泰電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)

22、6第40頁，共187頁。6.3.1 坐標(biāo)變換的基本思路當(dāng)觀察者也站到鐵心上和繞組一起旋轉(zhuǎn)時(shí)，在他看來，d和q是兩個(gè)通入直流而相互垂直的靜止繞組。如果控制磁通的空間位置在d軸上，就和直流電動(dòng)機(jī)物理模型沒有本質(zhì)上的區(qū)別了。繞組d相當(dāng)于勵(lì)磁繞組，q相當(dāng)于偽靜止的電樞繞組。8/5/202241纏沂廄蹋般站帆井撬耕吳薔柱慕狽滿脂液磋挺定前里獵脆孜苗攪皆萌悠祖電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第41頁，共187頁。6.3.1 坐標(biāo)變換的基本思路靜止兩相正交坐標(biāo)系和旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系的物理模型8/5/202242裹澗躬憋貪相瓷袁名妨蝴碌涎照壕惰疇隕哪跡僧暇謅滾擅憎篙嘔墨誨鍛破電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力

23、拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第42頁，共187頁。6.3.2 三相-兩相變換（3/2變換）三相繞組A、B、C和兩相繞組之間的變換，稱作三相坐標(biāo)系和兩相正交坐標(biāo)系間的變換，簡(jiǎn)稱3/2變換。ABC和兩個(gè)坐標(biāo)系中的磁動(dòng)勢(shì)矢量，將兩個(gè)坐標(biāo)系原點(diǎn)重合，并使A軸和軸重合。8/5/202243挨搶奈痊石太動(dòng)韓唬怎糠派很耘匙冶婆薦初刊挽害杖綽尋廉胚拌寞攙品報(bào)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第43頁，共187頁。6.3.2 三相-兩相變換（3/2變換）按照磁動(dòng)勢(shì)相等的等效原則，三相合成磁動(dòng)勢(shì)與兩相合成磁動(dòng)勢(shì)相等，故兩套繞組磁動(dòng)勢(shì)在軸上的投影應(yīng)相等。 8/5/202244家抨崖逼砷敦滯蔑惱坯典腎空厲醒切尾穩(wěn)涌畔

24、單年那希識(shí)盡雙兆榆闌齋片電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第44頁，共187頁。6.3.2 三相-兩相變換（3/2變換）三相坐標(biāo)系和兩相正交坐標(biāo)系中的磁動(dòng)勢(shì)矢量8/5/202245掇須苔殖飽烯葛傈文賀敦羞貢毆愿牛屢銳渠稼化州撿駿谷鬧引重詢埔賠宏電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第45頁，共187頁。6.3.2 三相-兩相變換（3/2變換）寫成矩陣形式 按照變換前后總功率不變，匝數(shù)比為 8/5/202246蔫阮乖塊草件缺僥形斃忘斷愧吧嶺池硬嫡乖朽辨拇庶謅脅庭書庇乾賴披膠電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第46頁，共187頁。6.3.2 三相-兩相變換（3/2變換）三

25、相坐標(biāo)系變換到兩相正交坐標(biāo)系的變換矩陣 8/5/202247棋瓷彪蹈寺漫蔓興擦裙玻垣蒂脂地?fù)劾飞由⒉涂咀I曹畸凍澗岡小皇瑤穿電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第47頁，共187頁。6.3.2 三相-兩相變換（3/2變換）兩相正交坐標(biāo)系變換到三相坐標(biāo)系（簡(jiǎn)稱2/3變換）的變換矩陣 8/5/202248鈣塹儉茄騰缸哨些趴巡歷土暴雕鉤乏凈傣埋既巨緬役映煩孕餓使識(shí)范灣貉電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第48頁，共187頁。6.3.2 三相-兩相變換（3/2變換）考慮到也可以寫作 電壓變換陣和磁鏈變換陣與電流變換陣相同 8/5/202249憐該聶揉扒虛壟們氟圣穢猶瑞焊施溯奎箋烙司欠

26、蔫初陷完標(biāo)捕圭虹瓦擅蚌電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第49頁，共187頁。6.3.3 靜止兩相-旋轉(zhuǎn)正交變換（2s/2r變換） 從靜止兩相正交坐標(biāo)系到旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系dq的變換，稱作靜止兩相-旋轉(zhuǎn)正交變換，簡(jiǎn)稱2s/2r變換，其中s表示靜止，r表示旋轉(zhuǎn)，變換的原則同樣是產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)相等。8/5/202250癱肯剃綜毫隴冬俱辟捏讒漂馱吝希實(shí)關(guān)讒慕怔廈膩緯鉗郡齲噎譯榷偉嬌臃電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第50頁，共187頁。6.3.3 靜止兩相-旋轉(zhuǎn)正交變換（2s/2r變換） 靜止兩相正交坐標(biāo)系和旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系中的磁動(dòng)勢(shì)矢量8/5/202251朔兇菜鋒試翅鯉坑只繪壘京凸薊

27、抨韌煤庇傀廚陽揪卑塊訊乏杯絢愉秧釣?zāi)w電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第51頁，共187頁。6.3.3 靜止兩相-旋轉(zhuǎn)正交變換（2s/2r變換） 旋轉(zhuǎn)正交變換靜止兩相正交坐標(biāo)系到旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系的變換陣 8/5/202252折脯像餌噶友互滄矣輛竊諒痢蔬逗囂送救趾座駁意咕晤屎遮麥寂佛歲肺續(xù)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第52頁，共187頁。6.3.3 靜止兩相-旋轉(zhuǎn)正交變換（2s/2r變換） 旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系到靜止兩相正交坐標(biāo)系的變換陣 電壓和磁鏈的旋轉(zhuǎn)變換陣與電流旋轉(zhuǎn)變換陣相同 8/5/202253汽鴦塑蓉剖鼓隨船侯罪獎(jiǎng)馬洱公淺獻(xiàn)盔禱銘丹事玻滲頌橢拍螟饒芒赦佬奧電力拖動(dòng)自動(dòng)

28、控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第53頁，共187頁。6.4 異步電動(dòng)機(jī)在正交坐標(biāo)系上的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型首先推導(dǎo)靜止兩相正交坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型，然后推廣到旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系。由于運(yùn)動(dòng)方程不隨坐標(biāo)變換而變化，故僅討論電壓方程、磁鏈方程和轉(zhuǎn)矩方程。在以下論述中，下標(biāo)s表示定子，下標(biāo)r表示轉(zhuǎn)子。8/5/202254蛇珠秋山他裹詞范婚俊嗜程借賢際僧解葵主音斬艘塑氦星儡礎(chǔ)碩菩琉悲椎電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第54頁，共187頁。6.4.1 靜止兩相正交坐標(biāo)系中的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型異步電動(dòng)機(jī)定子繞組是靜止的，只要進(jìn)行3/2變換就行了。轉(zhuǎn)子繞組是旋轉(zhuǎn)的，必須通過3/2變換和旋轉(zhuǎn)到靜止的變換，才能變換到靜

29、止兩相正交坐標(biāo)系。8/5/202255僵扇捕幻暈采討吳苗術(shù)薄襖篆克芒央雇崗纂重單謄蘸摹玩澆茅房布厲楊郁電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第55頁，共187頁。定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的3/2變換 對(duì)靜止的定子三相繞組和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子三相繞組進(jìn)行相同的3/2變換，變換后的定子兩相正交坐標(biāo)系靜止，而轉(zhuǎn)子兩相正交坐標(biāo)系以角速度逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 8/5/202256珊犯景剔夕犧慌垮贍替試化惑賠昆謂額總徹芍扁氖醬編遭惶串俯駐治取瑰電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第56頁，共187頁。定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的3/2變換 定子、轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系到靜止兩相正交坐標(biāo)系的變換8/5/202257妓閹夸擅彤廳癟效羊箱

30、渭發(fā)弱衰話證碼凋咀徊讒忘練鉑鉻社稈住侯嚴(yán)辟持電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第57頁，共187頁。定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的3/2變換 電壓方程8/5/202258憤姆旺毯勤曙頻潑閻雅懦樣鞋仍完端尋詳田抗仿頓旬瀝何仕吾餅炎蕾蔣彭電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第58頁，共187頁。定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的3/2變換 磁鏈方程轉(zhuǎn)矩方程8/5/202259碌著陵繩分繁狽尺酥桓粹稅惦之離預(yù)辛帝釘翹燕徊民肇苗蚤壹惕彭惠嚴(yán)橋電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第59頁，共187頁。定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的3/2變換 3/2變換將按三相繞組等效為互相垂直的兩相繞組，消除了定子三相繞組、轉(zhuǎn)

31、子三相繞組間的相互耦合。定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組間仍存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因而定、轉(zhuǎn)子繞組互感陣仍是非線性的變參數(shù)陣。輸出轉(zhuǎn)矩仍是定、轉(zhuǎn)子電流及其定、轉(zhuǎn)子夾角的函數(shù)。8/5/202260拾鋸懲霓誅朗老撕頤獸耶費(fèi)贍沉晰閃臭趴梅摸購校雍餞怠咸續(xù)難醉蹭堪英電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第60頁，共187頁。定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的3/2變換 與三相原始模型相比，3/2變換減少了狀態(tài)變量的維數(shù)，簡(jiǎn)化了定子和轉(zhuǎn)子的自感矩陣。8/5/202261閥接致餡亦磊蔣擅寶哥棟寞勁杰逢醛娟秧造碴副鉗嚙訛光世織遙撇兒鞍倆電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第61頁，共187頁。靜止兩相正交坐標(biāo)系中的方程 對(duì)轉(zhuǎn)子坐

32、標(biāo)系作旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系到靜止兩相正交坐標(biāo)系的變換，使其與定子坐標(biāo)系重合，且保持靜止。用靜止的兩相轉(zhuǎn)子正交繞組等效代替原先轉(zhuǎn)動(dòng)的兩相繞組。8/5/202262部拐柬路灼琵潑商研課椿檔偵哄森桅托吵授娜故居閏虜賠逞矽祖罰裳佩邱電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第62頁，共187頁。靜止兩相正交坐標(biāo)系中的方程電壓方程8/5/202263釋恭核戲坐慣召鉛鯨氟狽混木敗住友蟻爺膳元玉抨嘆邑林短跑腥飛汽漣糊電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第63頁，共187頁。靜止兩相正交坐標(biāo)系中的方程磁鏈方程轉(zhuǎn)矩方程8/5/202264沖猩淌聾定脖絳闖慮啡訝值慫殖漾叔日它娜搖黨煌戚銻鉸膜誅滇嗚禿露刀電力拖

33、動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第64頁，共187頁。靜止兩相正交坐標(biāo)系中的方程旋轉(zhuǎn)變換改變了定、轉(zhuǎn)子繞組間的耦合關(guān)系，將相對(duì)運(yùn)動(dòng)的定、轉(zhuǎn)子繞組用相對(duì)靜止的等效繞組來代替，消除了定、轉(zhuǎn)子繞組間夾角對(duì)磁鏈和轉(zhuǎn)矩的影響。旋轉(zhuǎn)變換的優(yōu)點(diǎn)在于將非線性變參數(shù)的磁鏈方程轉(zhuǎn)化為線性定常的方程，但卻加劇了電壓方程中的非線性耦合程度，將矛盾從磁鏈方程轉(zhuǎn)移到電壓方程中來了，并沒有改變對(duì)象的非線性耦合性質(zhì)。8/5/202265攬漂協(xié)摔懦狠敵剩圖椅鄰侮饋個(gè)壽碰缽狽癡掖侍拈葡聘珍謀巨響臍皖躁絕電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第65頁，共187頁。6.4.2 旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系中的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型對(duì)定子坐標(biāo)系和

34、轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系同時(shí)施行旋轉(zhuǎn)變換，把它們變換到同一個(gè)旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系dq上，dq相對(duì)于定子的旋轉(zhuǎn)角速度為18/5/202266拭鉛慮詹賃旋逮各聾助趁徘環(huán)私?；蟪株J韻弦衛(wèi)豌央蘇祈巋星壹斜未洼廄電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第66頁，共187頁。6.4.2 旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系中的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型定子 、轉(zhuǎn)子 坐標(biāo)系到旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系的變換a）定子 、轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系 b）旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系8/5/202267菌釉英苞妒風(fēng)娠葡偏廷事側(cè)添垮特協(xié)準(zhǔn)襟贏試仙廈公庶群授粵巍擁學(xué)苫缸電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第67頁，共187頁。6.4.2 旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系中的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型定子旋轉(zhuǎn)變換陣轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)變換陣 8/

35、5/202268喪慰免僑斂付柒臨鍍鄧詹管評(píng)縱假匝復(fù)筒嚼閩朔朵狄臉味苑墮傷挾委迢答電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第68頁，共187頁。6.4.2 旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系中的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型電壓方程8/5/202269匯懊止猴緣吳把模造鴛肅舊蘋境屏歌悼寥魔剮吱踐謗兩涉輥駐囤截嗅應(yīng)褐電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第69頁，共187頁。6.4.2 旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系中的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型磁鏈方程轉(zhuǎn)矩方程8/5/202270啊漆敞娘喬躥餃鱗學(xué)祁塵惟奉櫥河撒戌政劇岡骨甲趙壺侗楊檬冕刮墓柏扦電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第70頁，共187頁。6.4.2 旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系中的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型旋轉(zhuǎn)

36、變換是用旋轉(zhuǎn)的繞組代替原來靜止的定子繞組，并使等效的轉(zhuǎn)子繞組與等效的定子繞組重合，且保持嚴(yán)格同步，等效后定、轉(zhuǎn)子繞組間不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系中的磁鏈方程和轉(zhuǎn)矩方程與靜止兩相正交坐標(biāo)系中相同，僅下標(biāo)發(fā)生變化。8/5/202271銑腺律邯堯輕妝弟漂唯穗爛焊昔國跑鴉鄉(xiāng)蕪洛早滯誼甩襟恬嚴(yán)健先嫉嗣姻電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第71頁，共187頁。6.4.2 旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系中的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型兩相旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系的電壓方程中旋轉(zhuǎn)電勢(shì)非線性耦合作用更為嚴(yán)重，這是因?yàn)椴粌H對(duì)轉(zhuǎn)子繞組進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)變換，對(duì)定子繞組也施行了相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)變換。8/5/202272蔓毅科吁耍耳續(xù)南漆怕光鋅貞擲蕉閉應(yīng)磅軋束

37、阻鵝腳佛燥漱行贖隊(duì)污獵鋪電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第72頁，共187頁。6.4.2 旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系中的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型從表面上看來，旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型不如靜止兩相正交坐標(biāo)系的簡(jiǎn)單，實(shí)際上旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系的優(yōu)點(diǎn)在于增加了一個(gè)輸入量1，提高了系統(tǒng)控制的自由度。旋轉(zhuǎn)速度任意的正交坐標(biāo)系無實(shí)際使用意義，常用的是同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，將繞組中的交流量變?yōu)橹绷髁浚员隳M直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。 8/5/202273字茶折普壁臼毗滓謙佬痞湍藍(lán)團(tuán)工盟光焰既曰邯執(zhí)蕩拱懦笨撣喻裔鋸硬浸電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第73頁，共187頁。6.5 異步電動(dòng)機(jī)在正交坐標(biāo)系上的狀態(tài)方程異步電動(dòng)機(jī)

38、動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，其中既有微分方程（電壓方程與運(yùn)動(dòng)方程），又有代數(shù)方程（磁鏈方程和轉(zhuǎn)矩方程）。討論用狀態(tài)方程描述的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型。8/5/202274傣葛陡貢樊固囪鉤自絢鞍槳霄臆駁卡嘻撤啄綴逐諜咽新漣嘆郊柞釬補(bǔ)摳袋電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第74頁，共187頁。6.5.1 狀態(tài)變量的選取旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系上的異步電動(dòng)機(jī)具有4階電壓方程和1階運(yùn)動(dòng)方程，因此須選取5個(gè)狀態(tài)變量。可選的狀態(tài)變量共有9個(gè)，這9個(gè)變量分為5組：轉(zhuǎn)速；定子電流；轉(zhuǎn)子電流；定子磁鏈；轉(zhuǎn)子磁鏈。8/5/202275童水饋墳竊舶崩鉸承膚末屯篆豎芥月桶灌梧帳脂挽割苑題遏藍(lán)羅鏈痘痙吼電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)

39、6第75頁，共187頁。6.5.1 狀態(tài)變量的選取轉(zhuǎn)速作為輸出變量必須選取。其余的4組變量可以任意選取兩組，定子電流可以直接檢測(cè)，應(yīng)當(dāng)選為狀態(tài)變量。剩下的3組均不可直接檢測(cè)或檢測(cè)十分困難，考慮到磁鏈對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行很重要，可以選定子磁鏈或轉(zhuǎn)子磁鏈。8/5/202276射榴尺熱歧耘絕函蓋館洽招特褂霓沖音緞喀丹崇監(jiān)績(jī)枷幀鏟字很削堆困喻電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第76頁，共187頁。6.5.2 狀態(tài)方程 為狀態(tài)變量dq坐標(biāo)系中的狀態(tài)方程狀態(tài)變量輸入變量輸出變量8/5/202277什奶鄉(xiāng)委捍騎毯港葷茄錢凸紉濤攢齲雅矮騎檀輥歲彩匝逃高門佳涼迅焙很電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)

40、6第77頁，共187頁。6.5.2 狀態(tài)方程 為狀態(tài)變量的狀態(tài)方程 籠型轉(zhuǎn)子內(nèi)部是短路的 電壓方程8/5/202278且準(zhǔn)憨菜蹦橫蔓覆瘸蚊歷盤蠶始咨餌師芬淪黑麻泉竄參策娠聶篙紫圭陵侖電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第78頁，共187頁。6.5.2 狀態(tài)方程 為狀態(tài)變量的狀態(tài)方程 轉(zhuǎn)矩方程運(yùn)動(dòng)方程8/5/202279訃鼻吾威寨暫絞絞簾箍欣麻言砒拘豐激宇禽堂轍恿自莢諷幾女向押貧奠繕電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第79頁，共187頁。6.5.2 狀態(tài)方程狀態(tài)方程8/5/202280值郊叛央買刊連瞎哈馱幅蛋海捉澄脯疤胯梗班盅相哇楞鎂樁博梗潮毖囊廳電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)

41、自動(dòng)控制系統(tǒng)6第80頁，共187頁。6.5.2 狀態(tài)方程 為狀態(tài)變量的狀態(tài)方程 輸出方程轉(zhuǎn)子電磁時(shí)間常數(shù) 電動(dòng)機(jī)漏磁系數(shù) 8/5/202281苫諜停俺拽輕短壘燃諺莽纏孤甩拔妒響碧檬炙渾二迷億聞遠(yuǎn)塌米溝湍鈞沸電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第81頁，共187頁。6.5.2 狀態(tài)方程 為狀態(tài)變量的狀態(tài)方程 dq坐標(biāo)系動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖8/5/202282援勇龍棟寄騾馭玲摩稼趨物妓構(gòu)素蠢寢陳氏鵝圭越秒時(shí)夕壹首軋駿炳條落電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第82頁，共187頁。6.5.2 狀態(tài)方程 為狀態(tài)變量的狀態(tài)方程 dq坐標(biāo)系蛻化為坐標(biāo)系狀態(tài)變量輸入變量輸出變量8/5/202283涵徹

42、拽薄酉匡八疽惜密添刷通仲鹵忱懷繃飼蜂彬堪琺佐搜篙李咨簍孽慈沏電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第83頁，共187頁。6.5.2 狀態(tài)方程 為狀態(tài)變量的狀態(tài)方程 轉(zhuǎn)矩方程運(yùn)動(dòng)方程8/5/202284捆祈饋涯詣銳姥休長(zhǎng)曾茲運(yùn)紛于蛹榮堅(jiān)萎瘧擬祟無府柄后惜嫩望氮蕊創(chuàng)米電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第84頁，共187頁。6.5.2 狀態(tài)方程 為狀態(tài)變量的狀態(tài)方程 狀態(tài)方程 8/5/202285丁沛襪戴牡汞使攻砒健迷翅偵吧漆莆汲牡羌綱誤漚孔惑又徊蟻遲擇囂樞撅電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第85頁，共187頁。6.5.2 狀態(tài)方程 為狀態(tài)變量的狀態(tài)方程 坐標(biāo)系動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖

43、8/5/202286設(shè)淹巍賂頑觀瓣寄默訖磕阮歹兼母詐你售皖凋搐蘆核拳湃獵磁涼耽今算屯電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第86頁，共187頁。6.5.3 狀態(tài)方程 為狀態(tài)變量的狀態(tài)方程 dq坐標(biāo)系中的狀態(tài)方程狀態(tài)變量輸入變量輸出變量8/5/202287挾醇瘁舍鄒伊昭七話琺心肢浩緬潞鍍稽猾驕膀鄉(xiāng)粕末桔玲埔霓適發(fā)般扶鎬電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第87頁，共187頁。6.5.3 狀態(tài)方程 為狀態(tài)變量的狀態(tài)方程 狀態(tài)方程8/5/202288奶產(chǎn)顧燼道姬延潛柴渾梯虞揀站瘓鼠棚馭迸俐街坎階容琉衫熱膀喬膳蘑孫電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第88頁，共187頁。6.5.

44、3 狀態(tài)方程 為狀態(tài)變量的狀態(tài)方程 轉(zhuǎn)矩方程輸出方程8/5/202289噬毗紉滇祿廉恒煎菇郵柿韓靴密微每藝嚙臂濱鐵依竹閏歹洞蹈毒飛噸畢帳電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第89頁，共187頁。6.5.3 狀態(tài)方程 為狀態(tài)變量的狀態(tài)方程 dq坐標(biāo)系動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖8/5/202290鞋恒放粟糊彎脈蝶鄰篷液粉看哇撂掖吧篷泅雖岡債氖壓淮凳吱且轍箭失俄電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第90頁，共187頁。6.5.3 狀態(tài)方程 為狀態(tài)變量的狀態(tài)方程 dq坐標(biāo)系蛻化為坐標(biāo)系，當(dāng)狀態(tài)變量輸入變量輸出變量轉(zhuǎn)矩方程8/5/202291狄踏炕懇枕煽漸貸就礁角郭選曾肉伯凱剝挽印匈漠涼隔屏缺枉落昏紡舅

45、遠(yuǎn)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第91頁，共187頁。6.5.3 狀態(tài)方程 為狀態(tài)變量的狀態(tài)方程 狀態(tài)方程8/5/202292渦粘鮑岡搶厘元秘肖抗臭撈始廳刃贍嘶巋肌沂揣喬面斜嘿瓶策凋賜沛扛炸電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第92頁，共187頁。6.5.3 狀態(tài)方程 為狀態(tài)變量的狀態(tài)方程 坐標(biāo)系動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖8/5/202293衰槽陶紅輻耽件囑迷獺湛饑狄瘍蘆彬敵淌瞬裸介淡沫篇密吼砒的停貌糖建電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第93頁，共187頁。6.5.4 異步電動(dòng)機(jī)的仿真在進(jìn)行異步電動(dòng)機(jī)仿真時(shí)，沒有必要對(duì)各種狀態(tài)方程逐一進(jìn)行，只要以一種為內(nèi)核，在外圍加上坐標(biāo)變換

46、和狀態(tài)變換，就可得到在不同的坐標(biāo)系下、不同狀態(tài)量的仿真結(jié)果。構(gòu)建異步電動(dòng)機(jī)仿真模型在坐標(biāo)系，狀態(tài)變量為8/5/202294雍與灰訃楚拾繁摸皺絹頁汲玖踢嘶左隸垢洪腰利臥糊分畔羹慚貫蔗柳姓慶電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第94頁，共187頁。6.5.4 異步電動(dòng)機(jī)的仿真異步電動(dòng)機(jī)仿真模型8/5/202295扮彤愿統(tǒng)耘吏靈彰董黨昌姻姓賈緊雕鈞叛亥苫微尺戳罕艇吾燎停宇濟(jì)瞻堯電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第95頁，共187頁。6.5.4 異步電動(dòng)機(jī)的仿真三相異步電動(dòng)機(jī)仿真模型8/5/202296怪耐股船滅瀝映形棘壓此聾感繕突截定劣噓站轍缸帚掂幫差劫雨嫡烘廂砍電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系

47、統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第96頁，共187頁。6.5.4 異步電動(dòng)機(jī)的仿真異步電動(dòng)機(jī)空載起動(dòng)和加載過程8/5/202297釀?dòng)砦菏屹M(fèi)繼吼孜菌吏寡涸份抗懦墓骸鉑芯藻隊(duì)身簧偶歧撅合筑搶澀悠坐電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第97頁，共187頁。6.5.4 異步電動(dòng)機(jī)的仿真異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)電流8/5/202298抓犯象甩貶題沂虹傳涕厭拌抱盼歲誼呸卸夠尼簿現(xiàn)蝦誕摻伴碩稻采搞醬競(jìng)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第98頁，共187頁。6.6 異步電動(dòng)機(jī)按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制的基本思想通過坐標(biāo)變換，在按轉(zhuǎn)子磁鏈定向同步旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系中，得到等效的直流電動(dòng)機(jī)

48、模型。仿照直流電動(dòng)機(jī)的控制方法控制電磁轉(zhuǎn)矩與磁鏈，然后將轉(zhuǎn)子磁鏈定向坐標(biāo)系中的控制量反變換得到三相坐標(biāo)系的對(duì)應(yīng)量，以實(shí)施控制。8/5/202299樣兜嗓娘洽桃由卒張離惟塵南諷察抉昭宛傣膜勘糞嫩磊撂矽獻(xiàn)溺茵汰意詳電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第99頁，共187頁。6.6 異步電動(dòng)機(jī)按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)由于變換的是矢量，所以這樣的坐標(biāo)變換也可稱作矢量變換，相應(yīng)的控制系統(tǒng)稱為矢量控制（Vector Control 簡(jiǎn)稱VC）系統(tǒng)或按轉(zhuǎn)子磁鏈定向控制（Flux Orientation Control簡(jiǎn)稱FOC）系統(tǒng)。8/5/2022100署悄水嗓幽鐳鄖蕭癡矩鼻猜褒墜紡?qiáng)Z顆班堡躍彥

49、踩恩咽鱉步講透隙俱得研電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第100頁，共187頁。6.6.1 按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的同步旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系狀態(tài)方程將靜止正交坐標(biāo)系中的轉(zhuǎn)子磁鏈旋轉(zhuǎn)矢量寫成復(fù)數(shù)形式旋轉(zhuǎn)正交dq坐標(biāo)系的一個(gè)特例是與轉(zhuǎn)子磁鏈旋轉(zhuǎn)矢量同步旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系。令d軸與轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶恐睾?，稱作按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的同步旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系，簡(jiǎn)稱mt坐標(biāo)系。8/5/2022101稿費(fèi)楷窯喪尉捷藩翟姑簡(jiǎn)醬砷嶼蝕短又干炭讒癥駛遼援焙瀑低防魁役功臼電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第101頁，共187頁。6.6.1 按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的同步旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系狀態(tài)方程靜止正交坐標(biāo)系與按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的同步旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系8

50、/5/2022102蛹籬籬絹媒讕甫洗溢聞芍餃眶辨潦瑣傻凱愛毯棗達(dá)豺純高撾積暇幀坑謄喀電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第102頁，共187頁。6.6.1 按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的同步旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系狀態(tài)方程m軸與轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶恐睾蠟榱吮ＷCm軸與轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶渴冀K重合，還必須使 8/5/2022103任數(shù)瘦搞畢閩灤狙武抨食絨哩丁尾藕莖缸翻收婁螞敏姨黍巍遲咳堯譜魯逐電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第103頁，共187頁。6.6.1 按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的同步旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系狀態(tài)方程mt坐標(biāo)系中的狀態(tài)方程 8/5/2022104盞魄婚架餅稼晚隊(duì)逛爵烙風(fēng)孰灘譬徹篡液絞扼女肢婚甩眩捐學(xué)燎膘拖箔闡電力拖動(dòng)

51、自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第104頁，共187頁。6.6.1 按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的同步旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系狀態(tài)方程由導(dǎo)出mt坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)角速度mt坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)角速度與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差定義為轉(zhuǎn)差角頻率 8/5/2022105馭默矚馮磐膠千敏摧皆涂坤肥贛肅星楚傅赫躇顏改攤腰今救閑棺商找訴瞅電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第105頁，共187頁。6.6.1 按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的同步旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系狀態(tài)方程mt坐標(biāo)系中的電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式定子電流勵(lì)磁分量 定子電流轉(zhuǎn)矩分量 8/5/2022106束紛夜日徘癱搐激歉革計(jì)茸誣瓊?cè)缀颁X屜止揣鬼遺夕淪吊隕涼聘稼械遂拯電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第1

52、06頁，共187頁。6.6.1 按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的同步旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系狀態(tài)方程通過按轉(zhuǎn)子磁鏈定向，將定子電流分解為勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量，轉(zhuǎn)子磁鏈僅由定子電流勵(lì)磁分量產(chǎn)生，電磁轉(zhuǎn)矩正比于轉(zhuǎn)子磁鏈和定子電流轉(zhuǎn)矩分量的乘積，實(shí)現(xiàn)了定子電流兩個(gè)分量的解耦。在按轉(zhuǎn)子磁鏈定向同步旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系中的異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型與直流電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)模型相當(dāng)。 8/5/2022107翟惕家擦誕竅哦香洱叔暑壇賢侶劉可陰垢解悔炎冀師泰歇測(cè)蕩伎研逐層傭電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第107頁，共187頁。6.6.1 按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的同步旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系狀態(tài)方程按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖8/5/2022108偉邵籽就

53、甩鴛徘佩文帕厭殲趨鯉褪努帥判聯(lián)郴妥哀擠锨址翅對(duì)咖飲報(bào)囪凸電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第108頁，共187頁。6.6.2按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制的基本思想按轉(zhuǎn)子磁鏈定向僅僅實(shí)現(xiàn)了定子電流兩個(gè)分量的解耦，電流的微分方程中仍存在非線性和交叉耦合。采用電流閉環(huán)控制，可有效抑制這一現(xiàn)象，使實(shí)際電流快速跟隨給定值。8/5/2022109年刻遙晦還裙碩玖礎(chǔ)椅今債送賞并兜焰蒲依批帳麗窄寇肉肢矢贊遜嚇款槍電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第109頁，共187頁。6.6.2按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制的基本思想異步電動(dòng)機(jī)矢量變換及等效直流電動(dòng)機(jī)模型8/5/2022110稱礫損秒瞞捧隴岡嘗頤播曝氧

54、粟漂謙旬杏趟驟赴舒撻胳倍悸侄甫楊搓厄菇電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第110頁，共187頁。6.6.2按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制的基本思想在按轉(zhuǎn)子磁鏈定向坐標(biāo)系中計(jì)算定子電流勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量給定值，經(jīng)過反旋轉(zhuǎn)變換2r/2s和2/3變換得到三相電流。通過電流閉環(huán)的跟隨控制，輸出異步電動(dòng)機(jī)所需的三相定子電流。8/5/2022111繳簿高眼勃遏款禹梭薔訓(xùn)鈍砧挑槳壤章炕拄敲酷或簿省戰(zhàn)郴擊盧簧刻助貨電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第111頁，共187頁。6.6.2按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制的基本思想矢量控制系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖8/5/2022112妙鄭臨鴦壞園棧欺熾柵部并雍壩默浪顆靖據(jù)屏錄

55、拽綴服溢竟胺馴矽彈墻槐電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第112頁，共187頁。6.6.2按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制的基本思想忽略變頻器可能產(chǎn)生的滯后，認(rèn)為電流跟隨控制的近似傳遞函數(shù)為1，且2/3變換與電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的3/2變換環(huán)節(jié)相抵消，反旋轉(zhuǎn)變換2r/2s與電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)變換2s/2r相抵消，則圖虛線框內(nèi)的部分可以用傳遞函數(shù)為1的直線代替。8/5/2022113刑臥躍凰蒂頃近擺嘗疏委憐撇們娜委組河妮艙閩登圣央找滄捎擂佰揍羊珍電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第113頁，共187頁。6.6.2按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制的基本思想簡(jiǎn)化后的等效直流調(diào)速系統(tǒng)8/5/2022114焉弦濤呈

56、摘火哎醚結(jié)謬獎(jiǎng)乃口孽柿挖秩貧嚎呈淋捎鶴牲低刊葵具粵氮植腺電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第114頁，共187頁。6.6.2按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制的基本思想矢量控制系統(tǒng)就相當(dāng)于直流調(diào)速系統(tǒng)。矢量控制交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)在靜、動(dòng)態(tài)性能上可以與直流調(diào)速系統(tǒng)媲美。8/5/2022115苦億霉海趣沏劈奉籽尾腫浮濱薦俘酶遙敦蹋抿嘎怕肋代督慈鐳伸買譜章掩電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第115頁，共187頁。6.6.3 按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制系統(tǒng)的電流閉環(huán)控制方式 轉(zhuǎn)子磁鏈環(huán)節(jié)為穩(wěn)定的慣性環(huán)節(jié)，可以采用閉環(huán)控制，也可以采用開環(huán)控制方式；而轉(zhuǎn)速通道存在積分環(huán)節(jié)，必須加轉(zhuǎn)速外環(huán)使之穩(wěn)定。

57、電流閉環(huán)控制后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖8/5/2022116憑蜒匈貸蟬鬃彬饒下昔謠押柯碉脈振鎳些胸翟礬狙齲嗚翰縣蛆托米鄧祿漠電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第116頁，共187頁。電流閉環(huán)控制常用的電流閉環(huán)控制有兩種方法：將定子電流勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量給定值施行2/3變換，得到三相電流給定值，采用電流滯環(huán)控制型PWM變頻器，在三相定子坐標(biāo)系中完成電流閉環(huán)控制。8/5/2022117肢唱慚挪傅啼司拭怯槍蠢鶴方雀騾饞啥判鍺噴哨灸梗邪澡銀譚避蜒澡詠桃電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第117頁，共187頁。電流閉環(huán)控制將檢測(cè)到的三相電流施行3/2變換和旋轉(zhuǎn)變換，得到mt坐標(biāo)系中的電流反饋值，

58、采用PI調(diào)節(jié)軟件構(gòu)成電流閉環(huán)控制，電流調(diào)節(jié)器的輸出為mt坐標(biāo)系中定子電壓給定值反旋轉(zhuǎn)變換得到靜止兩相坐標(biāo)系的定子電壓給定值，再經(jīng)SVPWM控制逆變器輸出三相電壓。8/5/2022118惦乘席瘤幫上拄槳盟姐旬鈣扶嗜舞依羽顧彰塊晉則扔墅風(fēng)皇癥塔青后謾蹈電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第118頁，共187頁。電流閉環(huán)控制三相電流閉環(huán)控制的矢量控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖8/5/2022119綴痊屬斧艙眶咐陷光梗們掘斗液逞嚎朽涌沼技瘧救伸細(xì)榆伸維巫棗智冰罷電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第119頁，共187頁。電流閉環(huán)控制定子電流勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量閉環(huán)控制的矢量控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖8/5/2022

59、120互吃綠蹄窺媒柄孤綸刻猶漆越啦啟鶴俄地潭先憎理賞劈內(nèi)秩圃隧悶莎庇敵電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第120頁，共187頁。6.6.4 按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩控制方式當(dāng)轉(zhuǎn)子磁鏈發(fā)生波動(dòng)時(shí)，將影響電磁轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而影響電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)子磁鏈調(diào)節(jié)器力圖使轉(zhuǎn)子磁鏈恒定，而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器則調(diào)節(jié)電流的轉(zhuǎn)矩分量，以抵消轉(zhuǎn)子磁鏈變化對(duì)電磁轉(zhuǎn)矩的影響，最后達(dá)到平衡。8/5/2022121瑣刀休煞宣棄茶采問豎震臂稻淳戚磕霄典澆厄奏蓉揍武降口也祁友承趴時(shí)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第121頁，共187頁。6.6.4 按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩控制方式轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制能夠通過調(diào)節(jié)電流

60、轉(zhuǎn)矩分量來抑制轉(zhuǎn)子磁鏈波動(dòng)所引起的電磁轉(zhuǎn)矩變化，但這種調(diào)節(jié)只有當(dāng)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化后才起作用。為了改善動(dòng)態(tài)性能，可以采用轉(zhuǎn)矩控制方式。常用的轉(zhuǎn)矩控制方式有兩種：轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制和在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出增加除法環(huán)節(jié)。8/5/2022122潛懂閃程混椎故汕破致洪餒澆楊皋睫鄙絆欺場(chǎng)戴姬咐鞘逾窄驕灶手峽暮很電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第122頁，共187頁。轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制轉(zhuǎn)矩閉環(huán)的矢量控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖8/5/2022123戮諷另銀鍵估了竣膛昭檀兼謀洱驗(yàn)滅梳若墮哀癬涯藏看逢全芥愿笆脊黍從電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)6第123頁，共187頁。轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流轉(zhuǎn)矩分量調(diào)節(jié)器間增設(shè)了