以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件

以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件圖6-2矢量變換控制過程框圖圖6-2矢量變換控制過程框圖圖6-2矢量變換控制過程框圖圖6-2矢量變換控制以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件轉(zhuǎn)子三相/兩相的相互變換與定子變換相同。轉(zhuǎn)子三相/兩相的相互變換與定子變換相同。轉(zhuǎn)子三相/兩相的相互變換與定子變換相同。轉(zhuǎn)子三相/兩相的相互電壓和磁鏈旋轉(zhuǎn)變換與電流變換同電壓和磁鏈旋轉(zhuǎn)變換與電流變換同電壓和磁鏈旋轉(zhuǎn)變換與電流變換同電壓和磁鏈旋轉(zhuǎn)變換與電流變換同或則或則或則或則以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件2、磁鏈方程式中2、磁鏈方程式中2、磁鏈方程式中2、磁鏈方程式中而；；而；；而；；而；；以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型：

以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型：以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型：以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖

異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖第四節(jié)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)器一、轉(zhuǎn)子磁鏈的直接檢測(cè)直接檢測(cè)磁通的方法有二種：一種是在電動(dòng)機(jī)槽內(nèi)埋設(shè)探測(cè)線圈；另一種是利用貼在定子內(nèi)表面的霍爾片或其它電磁元件來檢測(cè)磁通。第四節(jié)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)器一、轉(zhuǎn)子磁鏈的直接檢測(cè)第四節(jié)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)器一、轉(zhuǎn)子磁鏈的直接檢測(cè)第以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件圖6-13異步電動(dòng)機(jī)的電壓模型4、組合模型法

高速時(shí)用低通濾波器將電流模型濾掉，電壓模型起作用；在低速時(shí)用高通濾波器將電壓模型濾掉，電流模型起作用。

圖6-13異步電動(dòng)機(jī)的電壓模型4、組合模型法圖6-13異步電動(dòng)機(jī)的電壓模型4、組合模型法組合式模型為：

（二）閉環(huán)磁鏈觀測(cè)模型常用有三種：（1）基于誤差反饋的轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)；（2）基于龍貝格狀態(tài)觀測(cè)理論的異步電機(jī)全階狀態(tài)觀測(cè)器；（3）基于模型參考自適應(yīng)理論的轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)器。組合式模型為：（二）閉環(huán)磁鏈觀測(cè)模型組合式模型為：（二）閉環(huán)磁鏈觀測(cè)模型組合式模型為：（二）綜上所述，直接檢測(cè)因工藝和技術(shù)問題難以實(shí)現(xiàn)，工程上較多采用間接檢測(cè)法；閉環(huán)檢測(cè)性能較好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜；而開環(huán)檢測(cè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適當(dāng)改進(jìn)有較高的實(shí)用性。受變周期、諧波及離散滯后的影響，按模擬系統(tǒng)電壓模型法計(jì)算，則誤差大，影響系統(tǒng)工作。新電壓模型可以解決這個(gè)問題。

（三）新電壓模型

按轉(zhuǎn)子磁鏈定向且穩(wěn)態(tài)后的定子電壓方程為：

綜上所述，直接檢測(cè)因工藝和技術(shù)問題難以實(shí)現(xiàn)，工程上較（三）新綜上所述，直接檢測(cè)因工藝和技術(shù)問題難以實(shí)現(xiàn)，工程上較（三）新

由此構(gòu)作的新電壓模型為

由此構(gòu)作的新電壓模型為由此構(gòu)作的新電壓模型為由此構(gòu)作的新電壓模型為圖6-15異步電動(dòng)機(jī)的新電壓模型圖6-15異步電動(dòng)機(jī)的新電壓模型圖6-15異步電動(dòng)機(jī)的新電壓模型圖6-15異以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件（四）混合式磁鏈模型由新電壓模型和電流模型組成，一套濾波器切換電路即可進(jìn)行兩模型的切換。模型如圖6-17所示。圖6-17混合式磁鏈模型（四）混合式磁鏈模型由新電壓模型和電流模型組成，一套濾波器切（四）混合式磁鏈模型由新電壓模型和電流模型組成，一套濾波器切

工作方式是：當(dāng)?shù)退贂r(shí)（小于10%額定轉(zhuǎn)速），由電流模型計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈，通過低通濾波器輸出；當(dāng)轉(zhuǎn)速較高時(shí)（大于10%額定轉(zhuǎn)速），用新電壓模型計(jì)算，通過高通濾波器輸出。然后再把它們相加起來。

工作方式是：工作方式是：第五節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的無速度傳感器技術(shù)

常用的速度檢測(cè)法有：測(cè)速發(fā)電機(jī)測(cè)速、光電測(cè)速等。對(duì)籠形感應(yīng)電機(jī)而言，速度傳感器的安裝將破壞電機(jī)本身堅(jiān)固、簡(jiǎn)單、低成本的優(yōu)點(diǎn)。

一、速度估計(jì)方法

較為典型的方法有：1、根據(jù)電機(jī)的電壓、電流、等效電路參數(shù)估算電機(jī)的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)差。2、采用模型參考自適應(yīng)方法（MRAS）估算電機(jī)的轉(zhuǎn)速。3、基于PI控制器法。4、采用擴(kuò)展的卡爾曼濾波器（EKF）估算電機(jī)轉(zhuǎn)速。5、基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)速估算。第五節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的無速度傳感器技術(shù)常用的速度檢測(cè)法有：測(cè)第五節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的無速度傳感器技術(shù)常用的速度檢測(cè)法有：測(cè)二、基于轉(zhuǎn)矩電流誤差推算速度的方法轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向時(shí)異步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為：由：得：由此可構(gòu)造電機(jī)速度推算機(jī)構(gòu)為：

二、基于轉(zhuǎn)矩電流誤差推算速度的方法轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向時(shí)異步由：得：二、基于轉(zhuǎn)矩電流誤差推算速度的方法轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向時(shí)異步由：得：推算速度的物理概念是：估計(jì)速度與實(shí)際速度間的誤差，一定會(huì)引起指令轉(zhuǎn)矩與實(shí)際轉(zhuǎn)矩(或轉(zhuǎn)矩電流分量)間的誤差，用其誤差去估計(jì)速度，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的無差控制。

第六節(jié)矢量控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)

如圖6-18雙線框內(nèi)的結(jié)構(gòu)圖。A、B、C三相輸入，轉(zhuǎn)速ωr輸出，是一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)。從內(nèi)部看，經(jīng)過三相/二相變換和同步旋轉(zhuǎn)變換，異步電機(jī)變成一臺(tái)由iM1-iT1輸入，ωr輸出的直流電機(jī)。

矢量控制的構(gòu)想：異步機(jī)經(jīng)坐標(biāo)變換等效成直流電機(jī)，模仿直流機(jī)的控制方法，求得直流控制量，再經(jīng)相應(yīng)的坐標(biāo)反變換，就能夠控制異步機(jī)。

推算速度的物理概念是：估計(jì)速度與實(shí)際速度間的誤差，一第六節(jié)推算速度的物理概念是：估計(jì)速度與實(shí)際速度間的誤差，一第六節(jié)

控制器后引入的反旋轉(zhuǎn)變換與電機(jī)內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)變換環(huán)節(jié)VR抵消，2S/3S與電機(jī)內(nèi)部的3S/2S抵消，若再忽略變頻器中可能產(chǎn)生的滯后，則圖6-18中虛線框內(nèi)的部分可以刪去，剩下的部分和直流調(diào)速系統(tǒng)非常相似?？上胂?，矢量控制交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)性能應(yīng)完全能夠與直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美。

圖6-18矢量變換控制系統(tǒng)的構(gòu)想控制器后引入的反旋轉(zhuǎn)變換與電機(jī)內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)變換環(huán)節(jié)VR抵圖6控制器后引入的反旋轉(zhuǎn)變換與電機(jī)內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)變換環(huán)節(jié)VR抵圖6一、直接磁場(chǎng)定向矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)

下圖中帶“*”號(hào)的是給定信號(hào)，不帶“*”號(hào)的是實(shí)測(cè)信號(hào)。主電路采用電流跟蹤型PWM變換器。控制部分有轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和磁鏈三個(gè)閉環(huán)。磁通給定信號(hào)由函數(shù)發(fā)生環(huán)節(jié)獲得，轉(zhuǎn)矩給定信號(hào)受磁通信號(hào)的控制。圖6-19直接磁場(chǎng)定向矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)ATR—轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器AΨR—磁鏈調(diào)節(jié)器BRT—轉(zhuǎn)速傳感器一、直接磁場(chǎng)定向矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)下圖中帶“*”號(hào)的是一、直接磁場(chǎng)定向矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)下圖中帶“*”號(hào)的是二、間接磁場(chǎng)定向矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)

下圖中未實(shí)際檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁鏈，磁鏈開環(huán)，由給定信號(hào)及矢量變換方程確保磁場(chǎng)定向，屬間接磁場(chǎng)定向，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。但在動(dòng)態(tài)時(shí)，實(shí)際的定子電流幅值及相位與給定值之間會(huì)存在偏差，影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。可采用參數(shù)辨識(shí)、自適應(yīng)等智能控制方法解決。圖6-20暫態(tài)轉(zhuǎn)差補(bǔ)償矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)二、間接磁場(chǎng)定向矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)下圖中未實(shí)際檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁二、間接磁場(chǎng)定向矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)下圖中未實(shí)際檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁三、無速度傳感器的矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)

無速度傳感器調(diào)速系統(tǒng)就是：在電機(jī)定子側(cè)裝設(shè)電壓傳感器和電流傳感器，檢測(cè)出三相電壓、三相電流，通過間接計(jì)算法求出電機(jī)運(yùn)行的實(shí)際轉(zhuǎn)速值作為轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)。三、無速度傳感器的矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)無速度傳感器調(diào)速系統(tǒng)三、無速度傳感器的矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)無速度傳感器調(diào)速系統(tǒng)

目前主要方案有基于:（1）轉(zhuǎn)子磁通定向的無速度傳感器矢量控制調(diào)速系統(tǒng)。（2）定子磁通定向的無速度傳感器矢量控制調(diào)速系統(tǒng)。（3）定子電壓矢量定向的無速度傳感器矢量控制調(diào)速系統(tǒng)。（4）直接轉(zhuǎn)矩控制的無速度傳感器變頻調(diào)速系統(tǒng)。（5）采用模型參考自適應(yīng)控制(MRAS)的無速度傳感器調(diào)速系統(tǒng)。（6）利用擴(kuò)展的卡爾曼濾波器進(jìn)行速度辨識(shí)的無速度傳感器調(diào)速系統(tǒng)。目前主要方案有基于:目前主要方案有基于:目前主要方案有基于:一種基本的轉(zhuǎn)速推算器原理磁鏈的幅值及相位角為：

同步角頻率：

定子兩相靜止軸系中磁鏈為：一種基本的轉(zhuǎn)速推算器原理磁鏈的幅值及相位角為：同步角頻率：一種基本的轉(zhuǎn)速推算器原理磁鏈的幅值及相位角為：同步角頻率：轉(zhuǎn)差角頻率為：由此可得轉(zhuǎn)速推算器的基本結(jié)構(gòu)，如圖6-21所示：圖6-21轉(zhuǎn)速推算器結(jié)構(gòu)圖

無速度傳感器轉(zhuǎn)差型矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)如圖6-22所示：轉(zhuǎn)差角頻率為：由此可得轉(zhuǎn)速推算器的基本結(jié)構(gòu)，如圖6-21所示轉(zhuǎn)差角頻率為：由此可得轉(zhuǎn)速推算器的基本結(jié)構(gòu)，如圖6-21所示圖6-22無速度傳感器轉(zhuǎn)差型矢量控制系統(tǒng)圖6-22無速度傳感器轉(zhuǎn)差型矢量控制系統(tǒng)圖6-22無速度傳感器轉(zhuǎn)差型矢量控制系統(tǒng)圖6-22第七節(jié)大功率異步電動(dòng)機(jī)的交-交變頻調(diào)速技術(shù)一、異步電動(dòng)機(jī)的定子電流控制

異步電機(jī)控制策略的實(shí)現(xiàn)最終是通過變頻器落實(shí)到對(duì)電機(jī)定子電流的控制上。原因是：經(jīng)磁場(chǎng)定向解耦后的電磁轉(zhuǎn)矩和磁鏈直接受控于定子電流的轉(zhuǎn)矩分量和勵(lì)磁分量，通過控制定子電流就能有效地控制轉(zhuǎn)矩和磁鏈。在交-交變頻矢量控制系統(tǒng)中，交直流電流調(diào)節(jié)分離的“控制法”是常用的定子電流控制方法。該線路有下列特點(diǎn)：1、采用了電壓前饋補(bǔ)償環(huán)節(jié)交-交變頻器輸出電流隨時(shí)間正弦變化，輸出總比給定滯后一段時(shí)間。為此，在電流環(huán)中加入電壓前饋補(bǔ)償環(huán)節(jié)，使電流調(diào)節(jié)器不再擔(dān)任產(chǎn)生輸出電壓的任務(wù)，僅起校正誤差作用。

第七節(jié)大功率異步電動(dòng)機(jī)的交-交變頻調(diào)速技術(shù)一、異步電動(dòng)第七節(jié)大功率異步電動(dòng)機(jī)的交-交變頻調(diào)速技術(shù)一、異步電動(dòng)圖6-23三相電流調(diào)節(jié)線路結(jié)構(gòu)圖1-3AAR交流電流調(diào)節(jié)器1-2ADR直流電流調(diào)節(jié)器1-3AUR電壓調(diào)節(jié)器1-3AT觸發(fā)裝置圖6-23三相電流調(diào)節(jié)線路結(jié)構(gòu)圖圖6-23三相電流調(diào)節(jié)線路結(jié)構(gòu)圖圖6-23三

3、采用交流電流調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)三個(gè)P調(diào)節(jié)器1~3AAR稱為“交流電流調(diào)節(jié)器”。其給定信號(hào)是從轉(zhuǎn)矩分量及勵(lì)磁分量經(jīng)坐標(biāo)變換獲得的?？偟碾娏髡{(diào)節(jié)還是PI調(diào)節(jié)，比例部分主要針對(duì)動(dòng)態(tài)，積分部分針對(duì)靜態(tài)。3、采用交流電流調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)3、采用交流電流調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)3、采用交流電流調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)圖6-24典型三相交-交變頻電流控制系統(tǒng)

生產(chǎn)實(shí)用的三相交-交變頻電流控制系統(tǒng)圖6-24典型三相交-交變頻電流控制系統(tǒng)生產(chǎn)實(shí)用的圖6-24典型三相交-交變頻電流控制系統(tǒng)生產(chǎn)實(shí)用的二、異步電動(dòng)機(jī)交-交變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖6-25異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)框圖

以定子電流控制環(huán)為內(nèi)環(huán)，以轉(zhuǎn)子磁鏈及轉(zhuǎn)速環(huán)（并行關(guān)系）為外環(huán)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，定子電流采用“電流PI控制法”、磁鏈和轉(zhuǎn)速采用磁通觀測(cè)器和無速度傳感器技術(shù)。二、異步電動(dòng)機(jī)交-交變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖6-25二、異步電動(dòng)機(jī)交-交變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖6-25（二）轉(zhuǎn)子磁鏈控制系統(tǒng)

采用了“PI控制法”的定子電流（變頻器電流）控制系統(tǒng)，它由交流電流調(diào)節(jié)、直流電流調(diào)節(jié)、定子電壓給定、計(jì)算電路、矢量控制所需的坐標(biāo)變換等環(huán)節(jié)組成。其原理結(jié)構(gòu)框圖如圖6-25虛線框所示。（一）定子電流控制系統(tǒng)

1、磁鏈給定環(huán)節(jié)（二）轉(zhuǎn)子磁鏈控制系統(tǒng)采用了“PI控制法”的定子電流（變頻（二）轉(zhuǎn)子磁鏈控制系統(tǒng)采用了“PI控制法”的定子電流（變頻2、磁鏈調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)如圖6-26所示:

圖6-26磁鏈調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)2、磁鏈調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)圖6-26磁鏈調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)2、磁鏈調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)圖6-26磁鏈調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)2、磁（三）速度閉環(huán)控制系統(tǒng)（三）速度閉環(huán)控制系統(tǒng)（三）速度閉環(huán)控制系統(tǒng)（三）速度閉環(huán)控制系統(tǒng)三、基于“工程設(shè)計(jì)方法”的調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)圖6-27異步電動(dòng)機(jī)交-交變頻調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖帶電流、磁鏈及轉(zhuǎn)速閉環(huán)的異步電機(jī)矢量控制調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)三、基于“工程設(shè)計(jì)方法”的調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)圖6-27異步電三、基于“工程設(shè)計(jì)方法”的調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)圖6-27異步電交流電機(jī)是一個(gè)多變量、非線性、強(qiáng)耦合的被控對(duì)象，當(dāng)采用矢量控制后，整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)被解耦成電流、磁鏈和轉(zhuǎn)速三個(gè)獨(dú)立的單變量線性系統(tǒng)，因此也可用單變量線性系統(tǒng)常用的“工程設(shè)計(jì)方法”來設(shè)計(jì)。

交流電機(jī)是一個(gè)多變量、非線性、強(qiáng)耦合的被控對(duì)象，當(dāng)采用交流電機(jī)是一個(gè)多變量、非線性、強(qiáng)耦合的被控對(duì)象，當(dāng)采用交流電（一）電流環(huán)的設(shè)計(jì)1、交流電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)其調(diào)節(jié)對(duì)象為電壓前饋環(huán)節(jié)、交-交變頻器及異步電動(dòng)機(jī)，電壓前饋是系數(shù)為1的加法器，如圖6-28所示。

圖6-28電流控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)關(guān)系圖（一）電流環(huán)的設(shè)計(jì)1、交流電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)圖6-28電（一）電流環(huán)的設(shè)計(jì)1、交流電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)圖6-28電以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件圖6-29交流電流調(diào)節(jié)環(huán)框圖圖6-29交流電流調(diào)節(jié)環(huán)框圖圖6-29交流電流調(diào)節(jié)環(huán)框圖圖6-29交流電

按典I設(shè)計(jì)，可選P調(diào)節(jié)器，其比例系數(shù)為：

交流電流環(huán)等效傳遞函數(shù)為：按典I設(shè)計(jì)，可選P調(diào)節(jié)器，其比例系數(shù)為：交流電流按典I設(shè)計(jì)，可選P調(diào)節(jié)器，其比例系數(shù)為：交流電流

2、直流電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)：

由上式得，在不同坐標(biāo)系下：圖6-30直流電流調(diào)節(jié)環(huán)框圖2、直流電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)：由上式得，在不同坐標(biāo)系下：2、直流電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)：由上式得，在不同坐標(biāo)系下：

設(shè)計(jì)成典I系統(tǒng)，采用積分調(diào)節(jié)器，積分時(shí)間常數(shù)為：閉環(huán)傳遞函數(shù)為：

其中：

設(shè)計(jì)成典I系統(tǒng)，采用積分調(diào)節(jié)器，積分時(shí)間常數(shù)為：閉環(huán)傳設(shè)計(jì)成典I系統(tǒng)，采用積分調(diào)節(jié)器，積分時(shí)間常數(shù)為：閉環(huán)傳定子電流環(huán)（交流調(diào)節(jié)環(huán)加直流調(diào)節(jié)環(huán)）可近似地用兩個(gè)獨(dú)立的、無耦合的慣性環(huán)節(jié)來等效：（二）磁鏈環(huán)的設(shè)計(jì)定子電流環(huán)（交流調(diào)節(jié)環(huán)加直流調(diào)節(jié)環(huán)）可近似地用兩個(gè)（二）磁鏈定子電流環(huán)（交流調(diào)節(jié)環(huán)加直流調(diào)節(jié)環(huán)）可近似地用兩個(gè)（二）磁鏈圖6-31異步電動(dòng)機(jī)磁鏈調(diào)節(jié)環(huán)框圖（三）速度環(huán)的設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)框圖如圖6-32所示。

圖6-31異步電動(dòng)機(jī)磁鏈調(diào)節(jié)環(huán)框圖（三）速度環(huán)的設(shè)計(jì)圖6-31異步電動(dòng)機(jī)磁鏈調(diào)節(jié)環(huán)框圖（三）速度環(huán)的設(shè)計(jì)圖圖6-32異步電動(dòng)機(jī)速度調(diào)節(jié)環(huán)框圖圖6-32異步電動(dòng)機(jī)速度調(diào)節(jié)環(huán)框圖圖6-32異步電動(dòng)機(jī)速度調(diào)節(jié)環(huán)框圖圖6-32圖6-33解耦后的速度環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖圖6-33解耦后的速度環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖圖6-33解耦后的速度環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖圖6-33以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件圖6-2矢量變換控制過程框圖圖6-2矢量變換控制過程框圖圖6-2矢量變換控制過程框圖圖6-2矢量變換控制以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件轉(zhuǎn)子三相/兩相的相互變換與定子變換相同。轉(zhuǎn)子三相/兩相的相互變換與定子變換相同。轉(zhuǎn)子三相/兩相的相互變換與定子變換相同。轉(zhuǎn)子三相/兩相的相互電壓和磁鏈旋轉(zhuǎn)變換與電流變換同電壓和磁鏈旋轉(zhuǎn)變換與電流變換同電壓和磁鏈旋轉(zhuǎn)變換與電流變換同電壓和磁鏈旋轉(zhuǎn)變換與電流變換同或則或則或則或則以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件2、磁鏈方程式中2、磁鏈方程式中2、磁鏈方程式中2、磁鏈方程式中而；；而；；而；；而；；以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型：

以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型：以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型：以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖

異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖第四節(jié)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)器一、轉(zhuǎn)子磁鏈的直接檢測(cè)直接檢測(cè)磁通的方法有二種：一種是在電動(dòng)機(jī)槽內(nèi)埋設(shè)探測(cè)線圈；另一種是利用貼在定子內(nèi)表面的霍爾片或其它電磁元件來檢測(cè)磁通。第四節(jié)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)器一、轉(zhuǎn)子磁鏈的直接檢測(cè)第四節(jié)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)器一、轉(zhuǎn)子磁鏈的直接檢測(cè)第以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件圖6-13異步電動(dòng)機(jī)的電壓模型4、組合模型法

高速時(shí)用低通濾波器將電流模型濾掉，電壓模型起作用；在低速時(shí)用高通濾波器將電壓模型濾掉，電流模型起作用。

圖6-13異步電動(dòng)機(jī)的電壓模型4、組合模型法圖6-13異步電動(dòng)機(jī)的電壓模型4、組合模型法組合式模型為：

（二）閉環(huán)磁鏈觀測(cè)模型常用有三種：（1）基于誤差反饋的轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)；（2）基于龍貝格狀態(tài)觀測(cè)理論的異步電機(jī)全階狀態(tài)觀測(cè)器；（3）基于模型參考自適應(yīng)理論的轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)器。組合式模型為：（二）閉環(huán)磁鏈觀測(cè)模型組合式模型為：（二）閉環(huán)磁鏈觀測(cè)模型組合式模型為：（二）綜上所述，直接檢測(cè)因工藝和技術(shù)問題難以實(shí)現(xiàn)，工程上較多采用間接檢測(cè)法；閉環(huán)檢測(cè)性能較好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜；而開環(huán)檢測(cè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適當(dāng)改進(jìn)有較高的實(shí)用性。受變周期、諧波及離散滯后的影響，按模擬系統(tǒng)電壓模型法計(jì)算，則誤差大，影響系統(tǒng)工作。新電壓模型可以解決這個(gè)問題。

（三）新電壓模型

按轉(zhuǎn)子磁鏈定向且穩(wěn)態(tài)后的定子電壓方程為：

綜上所述，直接檢測(cè)因工藝和技術(shù)問題難以實(shí)現(xiàn)，工程上較（三）新綜上所述，直接檢測(cè)因工藝和技術(shù)問題難以實(shí)現(xiàn)，工程上較（三）新

由此構(gòu)作的新電壓模型為

由此構(gòu)作的新電壓模型為由此構(gòu)作的新電壓模型為由此構(gòu)作的新電壓模型為圖6-15異步電動(dòng)機(jī)的新電壓模型圖6-15異步電動(dòng)機(jī)的新電壓模型圖6-15異步電動(dòng)機(jī)的新電壓模型圖6-15異以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件以轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型-Read課件（四）混合式磁鏈模型由新電壓模型和電流模型組成，一套濾波器切換電路即可進(jìn)行兩模型的切換。模型如圖6-17所示。圖6-17混合式磁鏈模型（四）混合式磁鏈模型由新電壓模型和電流模型組成，一套濾波器切（四）混合式磁鏈模型由新電壓模型和電流模型組成，一套濾波器切

工作方式是：當(dāng)?shù)退贂r(shí)（小于10%額定轉(zhuǎn)速），由電流模型計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈，通過低通濾波器輸出；當(dāng)轉(zhuǎn)速較高時(shí)（大于10%額定轉(zhuǎn)速），用新電壓模型計(jì)算，通過高通濾波器輸出。然后再把它們相加起來。

工作方式是：工作方式是：第五節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的無速度傳感器技術(shù)

常用的速度檢測(cè)法有：測(cè)速發(fā)電機(jī)測(cè)速、光電測(cè)速等。對(duì)籠形感應(yīng)電機(jī)而言，速度傳感器的安裝將破壞電機(jī)本身堅(jiān)固、簡(jiǎn)單、低成本的優(yōu)點(diǎn)。

一、速度估計(jì)方法

較為典型的方法有：1、根據(jù)電機(jī)的電壓、電流、等效電路參數(shù)估算電機(jī)的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)差。2、采用模型參考自適應(yīng)方法（MRAS）估算電機(jī)的轉(zhuǎn)速。3、基于PI控制器法。4、采用擴(kuò)展的卡爾曼濾波器（EKF）估算電機(jī)轉(zhuǎn)速。5、基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)速估算。第五節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的無速度傳感器技術(shù)常用的速度檢測(cè)法有：測(cè)第五節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的無速度傳感器技術(shù)常用的速度檢測(cè)法有：測(cè)二、基于轉(zhuǎn)矩電流誤差推算速度的方法轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向時(shí)異步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為：由：得：由此可構(gòu)造電機(jī)速度推算機(jī)構(gòu)為：

二、基于轉(zhuǎn)矩電流誤差推算速度的方法轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向時(shí)異步由：得：二、基于轉(zhuǎn)矩電流誤差推算速度的方法轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向時(shí)異步由：得：推算速度的物理概念是：估計(jì)速度與實(shí)際速度間的誤差，一定會(huì)引起指令轉(zhuǎn)矩與實(shí)際轉(zhuǎn)矩(或轉(zhuǎn)矩電流分量)間的誤差，用其誤差去估計(jì)速度，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的無差控制。

第六節(jié)矢量控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)

如圖6-18雙線框內(nèi)的結(jié)構(gòu)圖。A、B、C三相輸入，轉(zhuǎn)速ωr輸出，是一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)。從內(nèi)部看，經(jīng)過三相/二相變換和同步旋轉(zhuǎn)變換，異步電機(jī)變成一臺(tái)由iM1-iT1輸入，ωr輸出的直流電機(jī)。

矢量控制的構(gòu)想：異步機(jī)經(jīng)坐標(biāo)變換等效成直流電機(jī)，模仿直流機(jī)的控制方法，求得直流控制量，再經(jīng)相應(yīng)的坐標(biāo)反變換，就能夠控制異步機(jī)。

推算速度的物理概念是：估計(jì)速度與實(shí)際速度間的誤差，一第六節(jié)推算速度的物理概念是：估計(jì)速度與實(shí)際速度間的誤差，一第六節(jié)

控制器后引入的反旋轉(zhuǎn)變換與電機(jī)內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)變換環(huán)節(jié)VR抵消，2S/3S與電機(jī)內(nèi)部的3S/2S抵消，若再忽略變頻器中可能產(chǎn)生的滯后，則圖6-18中虛線框內(nèi)的部分可以刪去，剩下的部分和直流調(diào)速系統(tǒng)非常相似?？上胂?，矢量控制交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)性能應(yīng)完全能夠與直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美。

圖6-18矢量變換控制系統(tǒng)的構(gòu)想控制器后引入的反旋轉(zhuǎn)變換與電機(jī)內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)變換環(huán)節(jié)VR抵圖6控制器后引入的反旋轉(zhuǎn)變換與電機(jī)內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)變換環(huán)節(jié)VR抵圖6一、直接磁場(chǎng)定向矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)

下圖中帶“*”號(hào)的是給定信號(hào)，不帶“*”號(hào)的是實(shí)測(cè)信號(hào)。主電路采用電流跟蹤型PWM變換器?？刂撇糠钟修D(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和磁鏈三個(gè)閉環(huán)。磁通給定信號(hào)由函數(shù)發(fā)生環(huán)節(jié)獲得，轉(zhuǎn)矩給定信號(hào)受磁通信號(hào)的控制。圖6-19直接磁場(chǎng)定向矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)ATR—轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器AΨR—磁鏈調(diào)節(jié)器BRT—轉(zhuǎn)速傳感器一、直接磁場(chǎng)定向矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)下圖中帶“*”號(hào)的是一、直接磁場(chǎng)定向矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)下圖中帶“*”號(hào)的是二、間接磁場(chǎng)定向矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)

下圖中未實(shí)際檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁鏈，磁鏈開環(huán)，由給定信號(hào)及矢量變換方程確保磁場(chǎng)定向，屬間接磁場(chǎng)定向，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。但在動(dòng)態(tài)時(shí)，實(shí)際的定子電流幅值及相位與給定值之間會(huì)存在偏差，影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。可采用參數(shù)辨識(shí)、自適應(yīng)等智能控制方法解決。圖6-20暫態(tài)轉(zhuǎn)差補(bǔ)償矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)二、間接磁場(chǎng)定向矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)下圖中未實(shí)際檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁二、間接磁場(chǎng)定向矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)下圖中未實(shí)際檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁三、無速度傳感器的矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)

無速度傳感器調(diào)速系統(tǒng)就是：在電機(jī)定子側(cè)裝設(shè)電壓傳感器和電流傳感器，檢測(cè)出三相電壓、三相電流，通過間接計(jì)算法求出電機(jī)運(yùn)行的實(shí)際轉(zhuǎn)速值作為轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)。三、無速度傳感器的矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)無速度傳感器調(diào)速系統(tǒng)三、無速度傳感器的矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)無速度傳感器調(diào)速系統(tǒng)

目前主要方案有基于:（1）轉(zhuǎn)子磁通定向的無速度傳感器矢量控制調(diào)速系統(tǒng)。（2）定子磁通定向的無速度傳感器矢量控制調(diào)速系統(tǒng)。（3）定子電壓矢量定向的無速度傳感器矢量控制調(diào)速系統(tǒng)。（4）直接轉(zhuǎn)矩控制的無速度傳感器變頻調(diào)速系統(tǒng)。（5）采用模型參考自適應(yīng)控制(MRAS)的無速度傳感器調(diào)速系統(tǒng)。（6）利用擴(kuò)展的卡爾曼濾波器進(jìn)行速度辨識(shí)的無速度傳感器調(diào)速系統(tǒng)。目前主要方案有基于:目前主要方案有基于:目前主要方案有基于:一種基本的轉(zhuǎn)速推算器原理磁鏈的幅值及相位角為：

同步角頻率：

定子兩相靜止軸系中磁鏈為：一種基本的轉(zhuǎn)速推算器原理磁鏈的幅值及相位角為：同步角頻率：一種基本的轉(zhuǎn)速推算器原理磁鏈的幅值及相位角為：同步角頻率：轉(zhuǎn)差角頻率為：由此可得轉(zhuǎn)速推算器的基本結(jié)構(gòu)，如圖6-21所示：圖6-21轉(zhuǎn)速推算器結(jié)構(gòu)圖

無速度傳感器轉(zhuǎn)差型矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)如圖6-22所示：轉(zhuǎn)差角頻率為：由此可得轉(zhuǎn)速推算器的基本結(jié)構(gòu)，如圖6-21所示轉(zhuǎn)差角頻率為：由此可得轉(zhuǎn)速推算器的基本結(jié)構(gòu)，如圖6-21所示圖6-22無速度傳感器轉(zhuǎn)差型矢量控制系統(tǒng)圖6-22無速度傳感器轉(zhuǎn)差型矢量控制系統(tǒng)圖6-22無速度傳感器轉(zhuǎn)差型矢量控制系統(tǒng)圖6-22第七節(jié)大功率異步電動(dòng)機(jī)的交-交變頻調(diào)速技術(shù)一、異步電動(dòng)機(jī)的定子電流控制

異步電機(jī)控制策略的實(shí)現(xiàn)最終是通過變頻器落實(shí)到對(duì)電機(jī)定子電流的控制上。原因是：經(jīng)磁場(chǎng)定向解耦后的電磁轉(zhuǎn)矩和磁鏈直接受控于定子電流的轉(zhuǎn)矩分量和勵(lì)磁分量，通過控制定子電流就能有效地控制轉(zhuǎn)矩和磁鏈。在交-交變頻矢量控制系統(tǒng)中，交直流電流調(diào)節(jié)分離的“控制法”是常用的定子電流控制方法。該線路有下列特點(diǎn)：1、采用了電壓前饋補(bǔ)償環(huán)節(jié)交-交變頻器輸出電流隨時(shí)間正弦變化，輸出總比給定滯后一段時(shí)間。為此，在電流環(huán)中加入電壓前饋補(bǔ)償環(huán)節(jié)，使電流調(diào)節(jié)器不再擔(dān)任產(chǎn)生輸出電壓的任務(wù)，僅起校正誤差作用。

第七節(jié)大功率異步電動(dòng)機(jī)的交-交變頻調(diào)速技術(shù)一、異步電動(dòng)第七節(jié)大功率異步電動(dòng)機(jī)的交-交變頻調(diào)速技術(shù)一、異步電動(dòng)圖6-23三相電流調(diào)節(jié)線路結(jié)構(gòu)圖1-3AAR交流電流調(diào)節(jié)器1-2ADR直流電流調(diào)節(jié)器1-3AUR電壓調(diào)節(jié)器1-3AT觸發(fā)裝置圖6-23三相電流調(diào)節(jié)線路結(jié)構(gòu)圖圖6-23三相電流調(diào)節(jié)線路結(jié)構(gòu)圖圖6-23三

3、采用交流電流調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)三個(gè)P調(diào)節(jié)器1~3AAR稱為“交流電流調(diào)節(jié)器”。其給定信號(hào)是從轉(zhuǎn)矩分量及勵(lì)磁分量經(jīng)坐標(biāo)變換獲得的?？偟碾娏髡{(diào)節(jié)還是PI調(diào)節(jié)，比例部分主要針對(duì)動(dòng)態(tài)，積分部分針對(duì)靜態(tài)。3、采用交流電流調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)3、采用交流電流調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)3、采用交流電流調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)圖6-24典型三相交-交變頻電流控制系統(tǒng)

生產(chǎn)實(shí)用的三相交-交變頻電流控制系統(tǒng)圖6-24典型三相交-交變頻電流控制系統(tǒng)生產(chǎn)實(shí)用的圖6-24典型三相交-交變頻電流控制系統(tǒng)生產(chǎn)實(shí)用的二、異步電動(dòng)機(jī)交-交變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖6-25異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)框圖

以定子電流控制環(huán)為內(nèi)環(huán)，以轉(zhuǎn)子磁鏈及轉(zhuǎn)速環(huán)（并行關(guān)系）為外環(huán)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，定子電流采用“電流PI控制法”、磁鏈和轉(zhuǎn)速采用磁通觀測(cè)器和無速度傳感器技術(shù)。二、異步電動(dòng)機(jī)交-交變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖6-25二、異步電動(dòng)機(jī)交-交變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖6-25（二）轉(zhuǎn)子磁鏈控制系統(tǒng)

采用了“PI控制法”的定子電流（變頻器電流）控制系統(tǒng)，它由交流電流調(diào)節(jié)、直流電流調(diào)節(jié)、定子電壓給定、計(jì)算電路、矢量控制所需的坐標(biāo)變換等環(huán)節(jié)組成。其原理結(jié)構(gòu)框圖如圖6-25虛線框所示。（一）定子電流控制系統(tǒng)

1、磁鏈給定環(huán)節(jié)（二）轉(zhuǎn)子磁鏈控制