《第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时（189页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、暮川敛钒硫锁铅盎玲顽流教廓鸯蝗佐橙支池咎呕守肺字坷硬倒迟暂世狡印第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统 运动控制系统运动控制系统第第6章章基于动态模型的异基于动态模型的异步电动机调速系统步电动机调速系统 定乌鳖患旺形蛀吓饼炒息端遁妮祖势丛他蜂从砾兢叠贷杆隧输漠战疗嫁贱第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时基于动态模型的异步电动机调速基于动态模型的异步电动
2、机调速l异异步步电电动动机机具具有有非非线线性性、强强耦耦合合、多多变变量量的的性性质质，要要获获得得高高动动态态调调速速性性能能，必必须须从从动动态态模模型型出出发发，分分析析异异步步电电动动机机的的转转矩矩和和磁磁链链控控制制规规律律，研究高性能异步电动机的调速方案。研究高性能异步电动机的调速方案。l矢矢量量控控制制和和直直接接转转矩矩控控制制是是已已经经获获得得成成熟熟应应用用的的两两种种基基于于动动态态模模型型的的高性能交流电动机调速系统。高性能交流电动机调速系统。牧漏颜租贤龟巧嘉汀辞湖枚您立闪语绳杀商耕助消研海舶窖希裳叶企贷呈第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第
3、版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时基于动态模型的异步电动机调速基于动态模型的异步电动机调速l矢矢量量控控制制系系统统通通过过矢矢量量变变换换和和按按转转子子磁磁链链定定向向，得得到到等等效效直直流流电电动动机机模型，然后模仿直流电动机控制。模型，然后模仿直流电动机控制。l直直接接转转矩矩控控制制系系统统利利用用转转矩矩偏偏差差和和定定子子磁磁链链幅幅值值偏偏差差的的符符号号，根根据据当当前前定定子子磁磁链链矢矢量量所所在在的的位位置置，直直接接选选取取合合适适的的定定子子电电压压矢矢量量，实实施施电电磁转矩和定子磁链的控制。磁转矩和定子磁链的控制
4、。磺科猴缚以像涩及耪烈答团庇斌哄归扇湾蠕嗣郝斋蛰撵缀溢戈阉数惧锌伯第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时内内 容容 提提 要要n异步电动机动态数学模型的性质异步电动机动态数学模型的性质n异步电动机三相数学模型异步电动机三相数学模型n坐标变换坐标变换n异异步步电电动动机机在在正正交交坐坐标标系系上上的的动动态态数数学学模型模型n异步电动机在正交坐标系上的状态方程异步电动机在正交坐标系上的状态方程尖干逛帖祭惰籽瓤允截招藻溯晚呸排谆行妓闲粹绚顶遇籍驱拆澎舷钨罪擂第章基于动态模型的异步电动机调速系统电
5、力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时内内 容容 提提 要要n异异步步电电动动机机按按转转子子磁磁链链定定向向的的矢矢量量控控制制系统系统n异异步步电电动动机机按按定定子子磁磁链链控控制制的的直直接接转转矩矩控制系统控制系统n直直接接转转矩矩控控制制系系统统与与矢矢量量控控制制系系统统的的比比较较饥沟控澎咬虹盂缕倍育彝骑羌曹钧气豁霄兰燎艇迎末钮您酥璃伙缕扫碰刘第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.1异步电动机动态数学模型异步电
6、动机动态数学模型的性质的性质l电电磁磁耦耦合合是是机机电电能能量量转转换换的的必必要要条条件件，电电流流与与磁磁通通的的乘乘积积产产生生转转矩矩，转转速速与与磁磁通通的的乘积得到感应电动势。乘积得到感应电动势。l无无论论是是直直流流电电动动机机，还还是是交交流流电电动动机机均均如如此。此。l交交、直直流流电电动动机机结结构构和和工工作作原原理理的的不不同同，其表达式差异很大。其表达式差异很大。渔驯躇否交腐鸿基捶砾撵酗侥邓眨串哭趟深乃丹茵冰桨句公佐莽政唁湘战第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时
7、6.1异步电动机动态数学模型异步电动机动态数学模型的性质的性质l他他励励式式直直流流电电动动机机的的励励磁磁绕绕组组和和电电枢枢绕绕组组相相互互独独立立，励励磁磁电电流流和和电电枢枢电电流流单单独独可可控控，励励磁磁和和电电枢枢绕绕组组各各自自产产生生的的磁磁动动势势在在空空间间无交叉耦合。无交叉耦合。l气气隙隙磁磁通通由由励励磁磁绕绕组组单单独独产产生生，而而电电磁磁转转矩正比于磁通与电枢电流的乘积。矩正比于磁通与电枢电流的乘积。l保保持持励励磁磁电电流流恒恒定定，只只通通过过电电枢枢电电流流来来控控制电磁转矩。制电磁转矩。乔地袭鸦席辆敢竣倘瘴奥壁粳既恿选依救巨棍鸡洼强豢言垛百练坑灌讶克第章
8、基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.1异步电动机动态数学模型异步电动机动态数学模型的性质的性质l异步电动机的动态数学模型是一个高阶、异步电动机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。非线性、强耦合的多变量系统。（1）异步电动机变压变频调速时需要进行）异步电动机变压变频调速时需要进行电压（或电流）和频率的协调控制，有电电压（或电流）和频率的协调控制，有电压（或电流）和频率两种独立的输入变量。压（或电流）和频率两种独立的输入变量。在输出变量中，除转速外，磁通也是一个在输出变量中，除
9、转速外，磁通也是一个输出变量。输出变量。忌馏饵圣罚耳膳堡玄橇动赘蝇表涝歹驶蒋尤厄迎宁廖叁牟绎靴划敛驻责容第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.1异步电动机动态数学模型异步电动机动态数学模型的性质的性质（2）异步电动机无法单独对磁通进行控制，）异步电动机无法单独对磁通进行控制，电流乘磁通产生转矩，转速乘磁通产生感电流乘磁通产生转矩，转速乘磁通产生感应电动势，在数学模型中含有两个变量的应电动势，在数学模型中含有两个变量的乘积项。乘积项。（3）三相异步电动机三相绕组存在交叉耦）三相异步电动机三相
10、绕组存在交叉耦合，每个绕组都有各自的电磁惯性，再考合，每个绕组都有各自的电磁惯性，再考虑运动系统的机电惯性，转速与转角的积虑运动系统的机电惯性，转速与转角的积分关系等，动态模型是一个高阶系统。分关系等，动态模型是一个高阶系统。怨宦斌肚唁陇漱星摩挤撕糙撞题连榨尿潮犯周彼艾欠盟咀尿排辙粪撅锻走第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.2 异步电动机的三相数学异步电动机的三相数学模型模型l作如下的假设：作如下的假设：（1）忽略空间谐波，三相绕组对称，产生）忽略空间谐波，三相绕组对称，产生的磁动势沿气
11、隙按正弦规律分布。的磁动势沿气隙按正弦规律分布。（2）忽略磁路饱和，各绕组的自感和互感）忽略磁路饱和，各绕组的自感和互感都是恒定的。都是恒定的。（3）忽略铁心损耗。）忽略铁心损耗。（4）不考虑频率变化和温度变化对绕组电）不考虑频率变化和温度变化对绕组电阻的影响。阻的影响。吻烹暂腹脆阜胡扮坦金权默匀紫荧抡媒讲题配竟务枫扛授调淡翅郧酉梳峻第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.2 异步电动机的三相数学异步电动机的三相数学模型模型l无论异步电动机转子是绕线型还是笼型的，无论异步电动机转子是绕线型还
12、是笼型的，都可以等效成三相绕线转子，并折算到定都可以等效成三相绕线转子，并折算到定子侧，折算后的定子和转子绕组匝数相等。子侧，折算后的定子和转子绕组匝数相等。l异步电动机三相绕组可以是异步电动机三相绕组可以是Y连接，也可连接，也可以是以是连接。若三相绕组为连接。若三相绕组为连接，可先连接，可先用用Y变换，等效为变换，等效为Y连接。然后，按连接。然后，按Y连接进行分析和设计。连接进行分析和设计。皋嘻阮薄疼昧驾沾辨一籽懒皋唤绚侧娱梢丈娠骗费淑竟锣瞒雪班谷晰佩丰第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时
13、6.2 异步电动机的三相数学异步电动机的三相数学模型模型图图6-1 三相异步电动机的物理模型三相异步电动机的物理模型l定子三相绕定子三相绕组轴线组轴线A、B、C在空间是固在空间是固定的。定的。l转子绕组轴转子绕组轴线线a、b、c随随转子旋转。转子旋转。 旗抡叭嘿尝甜仅怂唬询骗鸯嘻灰酸火中振柬氦礼蓄堪骄探室樱瓷洲肖靛涨第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.2.1 异步电动机三相动态异步电动机三相动态模型的数学表达式模型的数学表达式l异步电动机的动态模型由磁链方程、电压异步电动机的动态模型由磁
14、链方程、电压方程、转矩方程和运动方程组成。方程、转矩方程和运动方程组成。l磁链方程和转矩方程为代数方程磁链方程和转矩方程为代数方程l电压方程和运动方程为微分方程电压方程和运动方程为微分方程舔羽诛锻雾弯饥镭牲心伴著垦虞暗脏涨囱何爵党围黄殆勾蜡赵窥渣率招掠第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时磁链方程磁链方程 l异异步步电电动动机机每每个个绕绕组组的的磁磁链链是是它它本本身身的的自自感磁链和其它绕组对它的互感磁链之和感磁链和其它绕组对它的互感磁链之和缨霄增籍洒诡棒升利漓需文隘墙宾蛰偷兜瘸翱痈拧贾眨
15、继饼侈汰计予迹翠第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时自感自感l或写成或写成l定子各相自感定子各相自感l转子各相自感转子各相自感渍畴躺镜炸灾规菜钢子饮浓盲缘脊膀淀卞铆剪愁雹童灾绞沛痹癣薄监暖葬第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时互感互感l绕组之间的互感又分为两类绕组之间的互感又分为两类定定子子三三相相彼彼此此之之间间和和转转子子三三相相彼彼此此之之间间位位置都是固定的，故互感为常值；置都是固
16、定的，故互感为常值；定定子子任任一一相相与与转转子子任任一一相相之之间间的的相相对对位位置置是变化的，互感是角位移的函数。是变化的，互感是角位移的函数。菠寥汤吱憨楼砸嚼道域袒炎帧送演绝月帚屯摇绿铭畴葱它懦互珠葛落尚冠第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时定子三相间或转子三相间互感定子三相间或转子三相间互感l三相绕组轴线彼此在空间的相位差三相绕组轴线彼此在空间的相位差l互感互感 l定子三相间或转子三相间互感定子三相间或转子三相间互感蒙冰庶琶烘亩练皋腐喷仅猴聚赡接哲鼓缘耍拭褪更踊掇灿伏肤白反扦集般
17、第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时定、转子绕组间的互感定、转子绕组间的互感 l由于相互间位置的变化可分别表示为由于相互间位置的变化可分别表示为l当当定定、转转子子两两相相绕绕组组轴轴线线重重合合时时，两两者者之之间的互感值最大间的互感值最大 陀抵芹绒抿扛畜谋圆向疮黍勘敏碍钧蛤赣视咋倔糖叔掷胶兴棠呢雍菲靛闪第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时磁链方程磁链方程l磁链方程，用分块矩阵表示磁链方
18、程，用分块矩阵表示 式中式中序抓件直貌棒袒支漫柬菌旅纠毕淋必老盯吉涧啤摸蝇阴剐评汛掘磊她滞婉第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时电感矩阵电感矩阵l定子电感矩阵定子电感矩阵l转子电感矩阵转子电感矩阵登碌爹蚊史沽绿梅颅郭层未导柔懒椽很彝兽谓痛寿症岿邓蓬闺仙使仇建志第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时电感矩阵电感矩阵l定、转子互感矩阵定、转子互感矩阵l变参数、非线性、时变变参数、非线性、时变 淡
19、诧娶庆绝否碑宫舆汽谢椅焉信气洲姑蔑照浆义录蛆垦胞锗毗灭贺装反故第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时电压方程电压方程l三相绕组电压平衡方程三相绕组电压平衡方程 钟揉是防缴川炎吁苯沮缀蹈臆屏漂赞蘑溅戒眼馅惊尤搬泰吊眼锣烂肖杨伟第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时电压方程电压方程l将电压方程写成矩阵形式将电压方程写成矩阵形式 氖祈侯瓶骆忻眨舅若赏埃恤妻墅造消也撬殉留捻俩溪团奥砾坊滴舍嘿囤擂第章基
20、于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时电压方程电压方程l把磁链方程代入电压方程，展开把磁链方程代入电压方程，展开 烛溺刘壬络执清乘怨衷匡沃鲍询诊迢筷跌驱肢锡檬进怎琼琐鼠含躇叹乘嫩第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时电压方程电压方程l电电流流变变化化引引起起的的脉脉变变电电动动势势，或或称称变变压压器器电动势电动势l定定、转转子子相相对对位位置置变变化化产产生生的的与与转转速速成成正正比的旋转电动势
21、比的旋转电动势 哎须钳吟拣锨嚼躬各偏淀盒蘑演很奔抿兰传忌骤庆绸舞腾疮悠么暇褐嫉枢第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时转矩方程和运动方程转矩方程和运动方程 l转矩方程转矩方程l运动方程运动方程 l转角方程转角方程 邢胀扎转拳赌柑肋供辙朋括看碾焰存戴渍占宴取盆躬捉于级骸爹绸炽脸候第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.2.2 异步电动机三相原始异步电动机三相原始模型的性质模型的性质l非线性强耦
22、合性非线性强耦合性非线性耦合体现在电压方程、磁链方程与非线性耦合体现在电压方程、磁链方程与转矩方程。既存在定子和转子间的耦合，转矩方程。既存在定子和转子间的耦合，也存在三相绕组间的交叉耦合。也存在三相绕组间的交叉耦合。l非线性变参数非线性变参数旋转电动势和电磁转矩中都包含变量之间旋转电动势和电磁转矩中都包含变量之间的乘积，这是非线性的基本因素。定转子的乘积，这是非线性的基本因素。定转子间的相对运动，导致其夹角间的相对运动，导致其夹角 不断变化，不断变化，使得互感矩阵为非线性变参数矩阵。使得互感矩阵为非线性变参数矩阵。于限樱掠攫渐阅弹捆踩搔瘁管疫杜檀润噶邀泣贱邮似缸懊被强马茅拦缝军第章基于动态模
23、型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时异步电动机三相原始模型的异步电动机三相原始模型的非独立性非独立性l异异步步电电动动机机三三相相绕绕组组为为Y无无中中线线连连接接，若若为为连接，可等效为连接，可等效为Y连接。连接。l可可以以证证明明：异异步步电电动动机机三三相相数数学学模模型型中中存存在一定的约束条件在一定的约束条件叭杭蔑旺共毖捷鸭覆缘吏芦悉魔腑既袜雾厌薛颐专舟仁半酶互连职乃竭瞳第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统
24、第版阮毅陈伯时异步电动机三相原始模型的异步电动机三相原始模型的非独立性非独立性l三三相相变变量量中中只只有有两两相相是是独独立立的的，因因此此三三相相原原始始数数学学模模型型并并不不是是物物理理对对象象最最简洁的描述简洁的描述。l完完全全可可以以而而且且也也有有必必要要用用两两相相模模型型代代替。替。淡粒峨继茅翅多纂篮伸臼燃榔溢沤弦趋颊植蓝仓涎归身匙仰墩肉女乳照猿第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.3 坐标变换坐标变换l异异步步电电动动机机三三相相原原始始动动态态模模型型相相当当复复杂杂
25、，简化的基本方法就是坐标变换。简化的基本方法就是坐标变换。l异异步步电电动动机机数数学学模模型型之之所所以以复复杂杂，关关键键是是因因为为有有一一个个复复杂杂的的电电感感矩矩阵阵和和转转矩矩方方程程，它它们们体体现现了了异异步步电电动动机机的的电电磁磁耦耦合合和和能能量量转换的复杂关系。转换的复杂关系。l要简化数学模型，须从电磁耦合关系入手。要简化数学模型，须从电磁耦合关系入手。恢掣旧佣胰完湿曹违墅卖兢价鳖戚恍守高似吝粟叉酗比楚绑扎颓阀甄喀实第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.3.1 坐
26、标变换的基本思路坐标变换的基本思路l两两极极直直流流电电动动机机的的物物理理模模型型，F为为励励磁磁绕绕组组，A为为电电枢枢绕绕组组，C为为补补偿偿绕绕组组。F和和C都都在在定定子子上上，A在在转转子上。子上。图6-2 二极直流电动机的物理模型F励磁绕组 A电枢绕组 C补偿绕组捶郸优致三厚衍竿勤椭热茹翼纶骡惠震戎听赔边瑚梭钦淹蛾缉氢扇乏粤增第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.3.1 坐标变换的基本思路坐标变换的基本思路l把把F的轴线称作直轴或的轴线称作直轴或d轴，主磁通的方向就轴，主磁通
27、的方向就是沿着是沿着d轴的；轴的；A和和C的轴线则称为交轴或的轴线则称为交轴或q轴。轴。l虽然电枢本身是旋转的，但由于换向器和电虽然电枢本身是旋转的，但由于换向器和电刷的作用，闭合的电枢绕组分成两条支路。刷的作用，闭合的电枢绕组分成两条支路。电刷两侧每条支路中导线的电流方向总是相电刷两侧每条支路中导线的电流方向总是相同的。同的。疼札拜呜菠批滇饼滚吸南拣棍栈衔吾温甫重懦套袒妻弃康孝区康姬酮涛胸第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.3.1 坐标变换的基本思路坐标变换的基本思路l当电刷位于磁极的
28、中性线上时，电枢磁动势当电刷位于磁极的中性线上时，电枢磁动势的轴线始终被电刷限定在的轴线始终被电刷限定在q轴位置上，其效轴位置上，其效果好象一个在果好象一个在q轴上静止的绕组一样。轴上静止的绕组一样。l但它实际上是旋转的，会切割但它实际上是旋转的，会切割d轴的磁通而轴的磁通而产生旋转电动势，这又和真正静止的绕组不产生旋转电动势，这又和真正静止的绕组不同。同。l把这种等效的静止绕组称作把这种等效的静止绕组称作“伪静止绕组伪静止绕组”。吼逢命陛菊葫悉回君又疏答筑熙咽枚苇般玛律繁散仕梁委弯欠招土形腑续第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调
29、速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.3.1 坐标变换的基本思路坐标变换的基本思路l电枢磁动势的作用可以用补偿绕组磁动势抵电枢磁动势的作用可以用补偿绕组磁动势抵消，或者由于其作用方向与消，或者由于其作用方向与d轴垂直而对主轴垂直而对主磁通影响甚微。磁通影响甚微。l所以直流电动机的主磁通基本上由励磁绕组所以直流电动机的主磁通基本上由励磁绕组的励磁电流决定，这是直流电动机的数学模的励磁电流决定，这是直流电动机的数学模型及其控制系统比较简单的根本原因。型及其控制系统比较简单的根本原因。菠份白醋奶课穿费莆瘁碎裳感脂筑甫句舟弘钩悲腑宜枯都藻矮辜肋裂叁纫第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自
30、动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.3.1 坐标变换的基本思路坐标变换的基本思路l如如果果能能将将交交流流电电动动机机的的物物理理模模型型等等效效地地变变换换成成类类似似直直流流电电动动机机的的模模式式，分分析析和和控控制制就就可可以大大简化。以大大简化。l坐标变换正是按照这条思路进行的。坐标变换正是按照这条思路进行的。l不不同同坐坐标标系系中中电电动动机机模模型型等等效效的的原原则则是是：在在不同坐标下绕组所产生的合成磁动势相等。不同坐标下绕组所产生的合成磁动势相等。嚎雌嫡归锅视葡淑纯诌餐备棉岗藉扦培佑浸馁悲茅箩亡扳阑柄麻获晕捷列
31、第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.3.1 坐标变换的基本思路坐标变换的基本思路l在在交交流流电电动动机机三三相相对对称称的的静静止止绕绕组组A、B、C中中，通通以以三三相相平平衡衡的的正正弦弦电电流流，所所产产生生的的合合成成磁磁动动势势是是旋旋转转磁磁动动势势F，它它在在空空间间呈呈正正弦弦分分布布，以以同同步步转转速速（即即电电流流的的角角频频率率）顺顺着着A-B-C的相序旋转。的相序旋转。l任任意意对对称称的的多多相相绕绕组组，通通入入平平衡衡的的多多相相电电流流，都能产生旋转磁
32、动势，当然以两相最为简单。都能产生旋转磁动势，当然以两相最为简单。桔棒痊阔新洒做想战绒骄柏斧何常浩听宛孙剪患锣接峡铂匹遍罚热市银彪第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.3.1 坐标变换的基本思路坐标变换的基本思路l三三相相变变量量中中只只有有两两相相为为独独立立变变量量，完完全全可可以以也应该消去一相。也应该消去一相。l所所以以，三三相相绕绕组组可可以以用用相相互互独独立立的的两两相相正正交交对对称称绕绕组组等等效效代代替替，等等效效的的原原则则是是产产生生的的磁磁动势相等动势相等。吹贰跟
33、椽揍郡牙横鉴利玫菌袖购鹅傲哼偏诫传八本刊坊洱辐魔剪腋赶田粘第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.3.1 坐标变换的基本思路坐标变换的基本思路l所谓独立是指两相绕组间无约束条件所谓独立是指两相绕组间无约束条件l所谓对称是指两相绕组的匝数和阻值相等所谓对称是指两相绕组的匝数和阻值相等 l所谓正交是指两相绕组在空间互差所谓正交是指两相绕组在空间互差 耍伪萎揭呀眨顶妻批幢醛巡距憨勤坎鸟让俊蘑赊创导天嗽珠嚏勤纷些庸盏第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模
34、型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.3.1 坐标变换的基本思路坐标变换的基本思路图6-3 三相坐标系和两相坐标系物理模型 早木敛河联披棕钵痔郡售麻弧鹅飞的挑荒锨狙蝗桔岗茸溺等阴萍诲比疤尽第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.3.1 坐标变换的基本思路坐标变换的基本思路l两两相相绕绕组组，通通以以两两相相平平衡衡交交流流电电流流，也也能产生旋转磁动势。能产生旋转磁动势。l当当三三相相绕绕组组和和两两相相绕绕组组产产生生的的旋旋转转磁磁动动势势大大小小和和转转速速都都相
35、相等等时时，即即认认为为两两相相绕绕组与三相绕组等效，这就是组与三相绕组等效，这就是3/2变换。变换。职躬洁辉丑味火妻控簧汇念健处均庙部圣垦桂伦浸道浊纺鄙辐坦嗜峡频矾第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.3.1 坐标变换的基本思路坐标变换的基本思路l两两个个匝匝数数相相等等相相互互正正交交的的绕绕组组d、q，分分别别通通以以直直流流电电流流，产产生生合合成成磁磁动动势势F，其其位置相对于绕组来说是固定的。位置相对于绕组来说是固定的。l如如果果人人为为地地让让包包含含两两个个绕绕组组在在内内
36、的的铁铁心心以以同同步步转转速速旋旋转转，磁磁动动势势F自自然然也也随随之之旋旋转起来，成为旋转磁动势。转起来，成为旋转磁动势。l如如果果旋旋转转磁磁动动势势的的大大小小和和转转速速与与固固定定的的交交流流绕绕组组产产生生的的旋旋转转磁磁动动势势相相等等，那那么么这这套套旋旋转转的的直直流流绕绕组组也也就就和和前前面面两两套套固固定的交流绕组都等效了。定的交流绕组都等效了。岿尔沸惑缴咒恳塔班育鸳僧绕利枉焊勘瘸钉灌朝崇筑迎完减匠咕饥诫纯等第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.3.1 坐标变换
37、的基本思路坐标变换的基本思路l当当观观察察者者也也站站到到铁铁心心上上和和绕绕组组一一起起旋旋转转时时，在在他他看看来来，d和和q是是两两个个通通入入直直流流而而相互垂直的静止绕组。相互垂直的静止绕组。l如如果果控控制制磁磁通通的的空空间间位位置置在在d轴轴上上，就就和和直直流流电电动动机机物物理理模模型型没没有有本本质质上上的的区区别别了。了。l绕绕组组d相相当当于于励励磁磁绕绕组组，q相相当当于于伪伪静静止止的电枢绕组。的电枢绕组。躲汲晕悬脸隅罪钝暮跟饶猿占盈怂情斑呛枢父掷庐嘉缴义侯闯须犀痕青积第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动
38、机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.3.1 坐标变换的基本思路坐标变换的基本思路图图6-4 静止两相正交坐标系和旋转正交坐标系静止两相正交坐标系和旋转正交坐标系的物理模型的物理模型痊涂货震颤坠澡邮炙机风薯译谜镭始参牟汀蝶先苇赣婴割十究畜馒孪琅撂第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.3.2 三相三相-两相变换两相变换（3/2变换）变换）l三相绕组三相绕组A、B、C和两相绕组之间的和两相绕组之间的变换，称作三相坐标系和两相正交坐变换，称作三相坐标系和两相正交坐标系间的变换，简称标系
39、间的变换，简称3/2变换。变换。lABC和两个坐标系中的磁动势矢量，和两个坐标系中的磁动势矢量，将两个坐标系原点重合，并使将两个坐标系原点重合，并使A轴和轴和轴重合。轴重合。详相瞳疤深路鼠栖皖钠舱江巍填坛姆徊鼓旱反惮蕉考钓袁爷竣欠萝藻坎问第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时三相三相-两相变换（两相变换（3/2变换）变换）l按照磁动势相等的等效原则，三相合成磁按照磁动势相等的等效原则，三相合成磁动势与两相合成磁动势相等，故两套绕组动势与两相合成磁动势相等，故两套绕组磁动势在磁动势在轴上的投影应
40、相等。轴上的投影应相等。 镁强囤档疟癣议狞子腕嵌时淆无污垄淳壬贬泛惠豹建弛恩抒拙裙扇疟盐瞒第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时三相三相-两相变换（两相变换（3/2变换）变换）图6-5 三相坐标系和两相正交坐标系中的磁动势矢量级窒沙疽杉胡釜瓮翼宰矫液渠攒妓喧觉寨捷哄慰末哇奥由易槐躇酷虞烘赋第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时三相三相-两相变换（两相变换（3/2变换）变换）l写成矩阵形式写成矩
41、阵形式 l按照变换前后总功率不变，匝数比为按照变换前后总功率不变，匝数比为 添杂订占客蛆分唁影蔑昼标塘馅丁另帆坑对璃茁窖袜波琼贿棕贮犀杨祭得第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时三相三相-两相变换（两相变换（3/2变换）变换）l三相坐标系变换到两相正交坐标系的变换三相坐标系变换到两相正交坐标系的变换矩阵矩阵 遍围芳屏倘易姥保烩傲烷颜登违疼屋果谬轧越壶罩闻坪踌炮缄晒沾臻判瑟第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系
42、统第版阮毅陈伯时三相三相-两相变换（两相变换（3/2变换）变换）l两相正交坐标系变换到三相坐标系（简称两相正交坐标系变换到三相坐标系（简称2/3变换）的变换矩阵变换）的变换矩阵 实剿饱椿袖踌泄翔椅嘱帛教嫉便箔午拣杂勃工撕胸孙玲辣豫其毖域奠扒高第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时三相三相-两相变换（两相变换（3/2变换）变换）l考虑到考虑到 l也可以写作也可以写作 l电压变换阵和磁链变换阵与电流变换阵相同电压变换阵和磁链变换阵与电流变换阵相同 掷命靖绥滚胳芥衔下货搞缸信刹稚盎箔陕教及帽熊亩动齿
43、斑淳赂钓饵刃享第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.3.3 静止两相静止两相-旋转正交变换旋转正交变换（2s/2r变换）变换） l从静止两相正交坐标系从静止两相正交坐标系到旋转正到旋转正交坐标系交坐标系dq的变换，称作静止两相的变换，称作静止两相-旋转正交变换，简称旋转正交变换，简称2s/2r变换，变换，其中其中s表示静止，表示静止，r表示旋转，变换表示旋转，变换的原则同样是产生的磁动势相等。的原则同样是产生的磁动势相等。御痛慈稻杯坤灾池赶晨缆舵四干悸泣傀椭名边你绳尤街阎潍浪恳稀配搞班第章
44、基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时静止两相静止两相-旋转正交变换旋转正交变换（2s/2r变换）变换） 图图6-6 静止两相正交坐标系和旋转正交坐标系中静止两相正交坐标系和旋转正交坐标系中的磁动势矢量的磁动势矢量扑肾行垂辽秀桶压鞭清人气堑贤量码塌潦紊涂孪庶赦汹逗苏椿搏鱼假誊鞋第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时静止两相静止两相-旋转正交变换旋转正交变换（2s/2r变换）变换） l旋转正交变换旋
45、转正交变换l静止两相正交坐标系到旋转正交坐标系的静止两相正交坐标系到旋转正交坐标系的变换阵变换阵 郑伴推泌院韩县祸啦及肾饲泳痞串瑞试摆耍议惜曙胞浇狼酚嫁楼举由讶描第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时静止两相静止两相-旋转正交变换旋转正交变换（2s/2r变换）变换） l旋转正交坐标系到静止两相正交坐标系的旋转正交坐标系到静止两相正交坐标系的变换阵变换阵 l电压和磁链的旋转变换阵与电流旋转变换电压和磁链的旋转变换阵与电流旋转变换阵相同阵相同 嗜练柒古加恐吼亏追摄乍蘑阐骇瞪章囚囤末弯缝戈乎闲耕磷坞
46、匈尤囤怜刽第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.4 异步电动机在正交坐标系上异步电动机在正交坐标系上的动态数学模型的动态数学模型l首先推导静止两相正交坐标系中的数学首先推导静止两相正交坐标系中的数学模型，然后推广到旋转正交坐标系。模型，然后推广到旋转正交坐标系。l由于运动方程不随坐标变换而变化，故由于运动方程不随坐标变换而变化，故仅讨论电压方程、磁链方程和转矩方程。仅讨论电压方程、磁链方程和转矩方程。l在以下论述中，下标在以下论述中，下标s表示定子，下标表示定子，下标r表示转子。表示转子。
47、龋茁岁旷砒漠益捅剁冶桌请痴酞袁唬瓶犯匀咽圃拆哼童塔玲绩愿链猾布着第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.4.1 静止两相正交坐标系中的静止两相正交坐标系中的动态数学模型动态数学模型l异异步步电电动动机机定定子子绕绕组组是是静静止止的的，只只要要进行进行3/2变换就行了。变换就行了。l转转子子绕绕组组是是旋旋转转的的，必必须须通通过过3/2变变换换和和旋旋转转到到静静止止的的变变换换，才才能能变变换换到到静止两相正交坐标系。静止两相正交坐标系。上且葡虹郧壬绘徘姓励速涛砾秀翠竞戚烽车炔歪昔锰蔗唆
48、恍谣庭为蹿苏纱第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时定子绕组和转子绕组的定子绕组和转子绕组的3/2变换变换 l对对静静止止的的定定子子三三相相绕绕组组和和旋旋转转的的转转子子三三相相绕绕组组进进行行相相同同的的3/2变变换换，变变换换后后的的定定子子两两相相正正交交坐坐标标系系静静止止，而而转转子子两两相相正正交交坐坐标标系系以以角角速速度度逆逆时针旋转。时针旋转。 笨肄盆假址俘扬苞赚狈莉酪辕坐待谋舱爷燃调沏跑溢根钞稍排媳岳团卫命第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅
49、陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时定子绕组和转子绕组的定子绕组和转子绕组的3/2变换变换 图图6-7 定子、转子坐标系到静止两相正交坐标系的变换定子、转子坐标系到静止两相正交坐标系的变换蹋院醉锯转抒奸拾咋狱钧舌吾购盆抖钢灶样址哮迫台爷首裸裂辱扛慕扫兜第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时定子绕组和转子绕组的定子绕组和转子绕组的3/2变换变换 l电压方程电压方程质苗茵浸侈渡康轴穴塞妓香织磷吝茹狭禄谦活顾入讲景活略貌韵赎香黎剖第章基于动态模型的异步电动机调
50、速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时定子绕组和转子绕组的定子绕组和转子绕组的3/2变换变换 l磁链方程磁链方程l转矩方程转矩方程碧胜瓦充详甜瑶鹃虾悔乏关咙伸钾牢影腕爬儡顽毋搂蛇溃债鸣过功汝奔砍第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时定子绕组和转子绕组的定子绕组和转子绕组的3/2变换变换 l3/2变变换换将将按按三三相相绕绕组组等等效效为为互互相相垂垂直直的的两两相相绕绕组组，消消除除了了定定子子三三相相绕绕组组、转转子三相
51、绕组间的相互耦合。子三相绕组间的相互耦合。l定定子子绕绕组组与与转转子子绕绕组组间间仍仍存存在在相相对对运运动动，因因而而定定、转转子子绕绕组组互互感感阵阵仍仍是是非非线线性性的的变变参参数数阵阵。输输出出转转矩矩仍仍是是定定、转转子子电电流流及其定、转子夹角的函数。及其定、转子夹角的函数。径粥刮故逸邮家疵键考屎苞澡赏洼鞘局椒袋励衔伙岔算辗搂元弄羹挝谚痰第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时定子绕组和转子绕组的定子绕组和转子绕组的3/2变换变换 l与与三三相相原原始始模模型型相相比比，3/2变
52、变换换减减少少了了状状态态变变量量的的维维数数，简简化化了了定定子子和转子的自感矩阵。和转子的自感矩阵。彼冲敷孤扑牟装荧厨盼芬鸥倍艾给长围腺旺摩砖乃嚷处齿厉阜毖燥他椰帝第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时静止两相正交坐标系中的方程静止两相正交坐标系中的方程 l对对转转子子坐坐标标系系作作旋旋转转正正交交坐坐标标系系到到静静止止两两相相正正交交坐坐标标系系的的变变换换，使使其其与与定定子子坐坐标系重合，且保持静止。标系重合，且保持静止。l用用静静止止的的两两相相转转子子正正交交绕绕组组等等效效
53、代代替替原原先转动的两相绕组。先转动的两相绕组。咎丽拷凯劳茅皑舍贷罢陌幸焙唆乖敷拄钞粘熟汉溺矽酿发仰池创甚耀认域第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时静止两相正交坐标系中的方程静止两相正交坐标系中的方程l电压方程电压方程悔惮跋析坏桓失潍物硕袒厦象盲秸烽寇庐夏砚壶润火抛磋娟限二验浆颁擎第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时静止两相正交坐标系中的方程静止两相正交坐标系中的方程l磁链方程磁链方程l转
54、矩方程转矩方程毖遥溶寄住珠术缠谨宰菲租猛迹便嗽倔验孜滋咙详四鉴糖熄玄跑努怒技郊第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时静止两相正交坐标系中的方程静止两相正交坐标系中的方程l旋旋转转变变换换改改变变了了定定、转转子子绕绕组组间间的的耦耦合合关关系系，将将相相对对运运动动的的定定、转转子子绕绕组组用用相相对对静静止止的的等等效效绕绕组组来来代代替替，消消除除了了定定、转转子子绕绕组组间间夹夹角角对对磁磁链链和转矩的影响。和转矩的影响。记离步疹杖刀瘸豹蹬架在温酱跪逐矾上禄钟移蔓的揖傲菜左咒俱失榴波要第
55、章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时静止两相正交坐标系中的方程静止两相正交坐标系中的方程l旋旋转转变变换换的的优优点点在在于于将将非非线线性性变变参参数数的的磁磁链链方方程程转转化化为为线线性性定定常常的的方方程程，但但却却加加剧剧了了电电压压方方程程中中的的非非线线性性耦耦合合程程度度，将将矛矛盾盾从从磁磁链链方方程程转转移移到到电电压压方方程程中中来来了了，并并没没有有改改变变对象的非线性耦合性质。对象的非线性耦合性质。过乾涕第镍尔妹茫肤涎腋拂甸弱尝侥长刁挑冉寄坤徘够迫什涣过相做捣畔第章基
56、于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.4.2 旋转正交坐标系中的动态旋转正交坐标系中的动态数学模型数学模型l对定子坐标系和转子坐标系同时施行旋对定子坐标系和转子坐标系同时施行旋转变换，把它们变换到同一个旋转正交转变换，把它们变换到同一个旋转正交坐标系坐标系dq上，上，dq相对于定子的旋转角相对于定子的旋转角速度为速度为请沂观技何肝旬句爬竭井崇席长舆锭仰羚抨产疵皂佃递蓟理则邓太狮藕蕾第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自
57、动控制系统第版阮毅陈伯时6.4.2 旋转正交坐标系中的动态旋转正交坐标系中的动态数学模型数学模型图图6-8 定子定子 、转子、转子 坐标系到旋转正交坐标系的变换坐标系到旋转正交坐标系的变换a）定子）定子 、转子坐标系、转子坐标系 b）旋转正交坐标系）旋转正交坐标系疆声疼风荒讫购龋吧挖估谍锡鄙迭里纸摸创蔗催旁话杆密搏烹君综朵擎山第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.4.2 旋转正交坐标系中的动态旋转正交坐标系中的动态数学模型数学模型l定子旋转变换阵定子旋转变换阵 l转子旋转变换阵转子旋转变换
58、阵 皱傍馅禹氓淖匈素巫障约槐障资钡趁倍浦都鼠透认婚放肿帧协苦琉缀壬虾第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时旋转正交坐标系中的动态旋转正交坐标系中的动态数学模型数学模型l电压方程电压方程之抛鲍镣驭无遂颖假檬憨契氧稻寄航铝怒官抉低崇挎踪朱注绽榜禽同赚队第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时旋转正交坐标系中的动态旋转正交坐标系中的动态数学模型数学模型l磁链方程磁链方程l转矩方程转矩方程纤防虹浙管缄绊
59、莫晕拘扛经洁谱曳尧荚著呸看液谓倍议摧感芜涤肠白访摇第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时旋转正交坐标系中的动态旋转正交坐标系中的动态数学模型数学模型l旋旋转转变变换换是是用用旋旋转转的的绕绕组组代代替替原原来来静静止止的的定定子子绕绕组组，并并使使等等效效的的转转子子绕绕组组与与等等效效的的定定子子绕绕组组重重合合，且且保保持持严严格格同同步步，等效后定、转子绕组间不存在相对运动。等效后定、转子绕组间不存在相对运动。l旋旋转转正正交交坐坐标标系系中中的的磁磁链链方方程程和和转转矩矩方方程程与与
60、静静止止两两相相正正交交坐坐标标系系中中相相同同，仅仅下下标发生变化。标发生变化。渭滤屹乒疮涩忙唱嘘麓泵馆壳盐孰跋篱沛吻砸锄口埃玻瞩吻暂酌鳖菜围染第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时旋转正交坐标系中的动态旋转正交坐标系中的动态数学模型数学模型l两两相相旋旋转转正正交交坐坐标标系系的的电电压压方方程程中中旋旋转转电电势势非非线线性性耦耦合合作作用用更更为为严严重重，这这是是因因为为不不仅仅对对转转子子绕绕组组进进行行了了旋旋转转变变换换，对对定子绕组也施行了相应的旋转变换。定子绕组也施行了相应
61、的旋转变换。懂虽穆角喻揣棕让巾喷必顷席锁舅危鲸麦搅馁坡毗碰廊羔殆篷徽砌悦嗜采第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时旋转正交坐标系中的动态旋转正交坐标系中的动态数学模型数学模型l从从表表面面上上看看来来，旋旋转转正正交交坐坐标标系系中中的的数数学学模模型型还还不不如如静静止止两两相相正正交交坐坐标标系系的的简简单单，实实际际上上旋旋转转正正交交坐坐标标系系的的优优点点在在于于增增加加了了一一个个输输入入量量1 1，提提高高了了系系统统控控制的自由度。制的自由度。l旋旋转转速速度度任任意意的的正正
62、交交坐坐标标系系无无实实际际使使用用意意义义，常常用用的的是是同同步步旋旋转转坐坐标标系系，将将绕绕组组中中的的交交流流量量变变为为直直流流量量，以以便便模模拟拟直直流电动机进行控制。流电动机进行控制。 定挑剁薄槛粪藏呼秃瓦斤孟絮既廉债极阉芬核湿哨寿凝胜善伺晨嵌彻邻潜第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.5 异步电动机在正交坐标系异步电动机在正交坐标系上的状态方程上的状态方程l异异步步电电动动机机动动态态数数学学模模型型，其其中中既既有有微微分分方方程程（电电压压方方程程与与运运动动方方程
63、程），又又有有代代数数方程（磁链方程和转矩方程）。方程（磁链方程和转矩方程）。l讨论用状态方程描述的动态数学模型。讨论用状态方程描述的动态数学模型。抓均戊檀昂案敷谐靠闻脑脉毖饮痢哎奶哨怪跪饺壳款翠吏椰巡适翘苑真巍第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.5.1状态变量的选取状态变量的选取l旋旋转转正正交交坐坐标标系系上上的的异异步步电电动动机机具具有有4阶阶电电压压方方程程和和1阶阶运运动动方方程程，因因此此须须选选取取5个状态变量。个状态变量。l可可选选的的状状态态变变量量共共有有9个个，这
64、这9个个变变量量分分为为5组：组：转速；转速；定子电流；定子电流；转子电流；转子电流；定子磁链；定子磁链；转子磁链。转子磁链。蝴玩勾诸初波钉糯慨圃掉防喜伴漱载膳登磁鲁栅柄底徽糟央范夷闻咋凡订第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.5.1状态变量的选取状态变量的选取l转速作为输出变量必须选取。转速作为输出变量必须选取。l其其余余的的4组组变变量量可可以以任任意意选选取取两两组组，定定子子电流可以直接检测，应当选为状态变量。电流可以直接检测，应当选为状态变量。l剩剩下下的的3组组均均不不可可直直
65、接接检检测测或或检检测测十十分分困困难难，考考虑虑到到磁磁链链对对电电动动机机的的运运行行很很重重要要，可以选定子磁链或转子磁链。可以选定子磁链或转子磁链。资灵蝇础嗣全腋傅蕴寅惮廊蔫射燎版淫总笛熟瑞搭如乓峰跺降震并弓门坪第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.5.2 状态方程状态方程为状态变量为状态变量ldq坐标系中的状态方程坐标系中的状态方程状态变量状态变量输入变量输入变量输出变量输出变量倔忽河才笑浇白虚宫陪购儡碍拳阂嫉吼洛蜜狠书栈榆淹竿勇荫癌纶援争椿第章基于动态模型的异步电动机调速系统电
66、力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时为状态变量的状态方程为状态变量的状态方程 l笼型转子内部是短路的笼型转子内部是短路的 l电压方程电压方程同卑川悔殷餐浆蚊画针赛救衙后太啼赊歧揉粳坊命性瘟矣鸯袄疏乌界衅予第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时为状态变量的状态方程为状态变量的状态方程 l转矩方程转矩方程 l运动方程运动方程独厌恰乌戊抢媚然撒北忽叹诅坐节检夸型苔勿味贝途号哎钓句霉裳岁遍话第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自
67、动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时为状态变量的状态方程为状态变量的状态方程 l状态方程状态方程 秒臻飘普挡溃酉青咆缀闷拎乖汛君玄烛贴鞠序弥尾继凯闸荷晓霜竞牛宦矾第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时为状态变量的状态方程为状态变量的状态方程 l输出方程输出方程 l转子电磁时间常数转子电磁时间常数 l电动机漏磁系数电动机漏磁系数 厩尝宪激犀霄筛捐躲郝湍耕汾签贞片沮婿棵窘痰蔬烽卢躁易仇笼帆寻驳楚第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自
68、动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时为状态变量的状态方程为状态变量的状态方程 图图6-9 dq坐标系动态结构图坐标系动态结构图凄牛了侩军尚驮吻堤繁札庇凤毯牟刮缔匆股颂咖脯拂恨缴柏宾持伞沿瞳罕第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时为状态变量的状态方程为状态变量的状态方程 ldq坐标系蜕化为坐标系蜕化为坐标系，当坐标系，当状态变量状态变量输入变量输入变量输出变量输出变量贪晶练枫武物西焦痞冤哆炼圃拥仟碳啸浚懦釜航芯蹈香首搬繁唉坍敏钧脆第章基于
69、动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时为状态变量的状态方程为状态变量的状态方程 l转矩方程转矩方程 l运动方程运动方程拔变木棠秧疡循晨捅拧玻篡崩记死渭樊嫁辅仿逸衙疆缸脖当阔赛咳什准诵第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时为状态变量的状态方程为状态变量的状态方程 l状态方程状态方程 灿算猩催撞瞪峰祸村揭纷缨爬弘馈驹至检卵诬餐返职限佃补职枷授锻犊哈第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第
70、版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时为状态变量的状态方程为状态变量的状态方程 图图6-10 坐标系动态结构图坐标系动态结构图沿蔑镣临咒落窟趁袍兽诈请表恶郊洛钩磕他高继几素除撵沼守叉班汹甲亨第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.5.3 状态方程状态方程为状态变量为状态变量ldq坐标系中的状态方程坐标系中的状态方程状态变量状态变量输入变量输入变量输出变量输出变量规贸讳首魁教侠瓷瘫皆均草递劲囤炬杠苞歹岁德滇关者颇赢逛冀损草巨陵第章基于动态模型的异步电
71、动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时为状态变量的状态方程为状态变量的状态方程 l状态方程状态方程 爹菜借各荆梯蓬俘更薪搓够慧旁浙琵撤坡亥肘迹怀丈踊球厉横祭岁朵高综第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时为状态变量的状态方程为状态变量的状态方程 l转矩方程转矩方程 l输出方程输出方程少喊蒋筋谜俐心坑算灵檀梦笺汗薛镣章陛疥饺波枢伎媒烈辙皋采搓臆缨灼第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章
72、基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时为状态变量的状态方程为状态变量的状态方程 图图6-11 dq坐标系动态结构图坐标系动态结构图缅平侯贪艾砖磨今透咋悔推沾饰腋螺臂檀易伴豆原舜演辆作眺矿桩睛抖荤第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时为状态变量的状态方程为状态变量的状态方程 ldq坐标系蜕化为坐标系蜕化为坐标系，当坐标系，当状态变量状态变量输入变量输入变量输出变量输出变量转矩方程转矩方程闪掺江庄贡裕藤体竣闭幌宅诡镐耕洒职美耳痪巾陀奥菲淋水峰炉励裳怨展第章基于动态模型的
73、异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时为状态变量的状态方程为状态变量的状态方程 l状态方程状态方程 讫庇茨迫替柑闻呆薯蛔惶头死缘奸卡椅郑驾沪哺浪摹浚谚耀置知轨殃侣代第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时为状态变量的状态方程为状态变量的状态方程 图图6-12 坐标系动态结构图坐标系动态结构图井呛括恰哦膜奔歪蒸吭院葱捏闲邢茹低陈垃孺否晴淫产伯颜种报报卧绩袱第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版
74、阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.5.4异步电动机的仿真异步电动机的仿真l在在进进行行异异步步电电动动机机仿仿真真时时，没没有有必必要要对对各各种种状状态态方方程程逐逐一一进进行行，只只要要以以一一种种为为内内核核，在在外外围围加加上上坐坐标标变变换换和和状状态态变变换换，就就可可得得到到在在不不同同的的坐坐标标系系下下、不不同同状状态态量量的的仿仿真真结果。结果。l构建异步电动机仿真模型构建异步电动机仿真模型在在坐标系，状态变量为坐标系，状态变量为褥又纺侯晦茎寺手蓄赁圣沃粒剂晶联视单蔽吾英唤服酷莱臀捎恐部当谗碌第章基于动态模型的异步电动机调速
75、系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.5.4异步电动机的仿真异步电动机的仿真图图6-13异步电动机仿真模型异步电动机仿真模型腹刊岗趴茬屋问臼邵寨晋卢墩奏矩赛脓厨鹊马势留捂汹肘攀捉夜泻总软资第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.5.4异步电动机的仿真异步电动机的仿真图图6-14 三相异步电动机仿真模型三相异步电动机仿真模型奠斥臼讶冬鸣抛救闻无舶椎奉道闺佛利望瑟貉耀或养投宰缘部奎序囊枷访第章基于动态模型的异步电动机调速系
76、统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.5.4异步电动机的仿真异步电动机的仿真图图6-15 异步电动机空载起动和加载过程异步电动机空载起动和加载过程攒闹雅屋蹈销蝇抗出垒狱溪脐店清该憎粘辣恳泻稠氖斥赂燎吃铭讶哎过睬第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.5.4异步电动机的仿真异步电动机的仿真图图6-16 异步电动机稳态电流异步电动机稳态电流鄙丙反痒聂掩狱乾耸剂浑幻窿烬读活羔惟垃殴姥硬舔搀阳眷抒锤掂牟因桶第章基于动态模型的异步
77、电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6异步电动机按转子磁链定异步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统向的矢量控制系统l按转子磁链定向矢量控制的基本思想按转子磁链定向矢量控制的基本思想 通通过过坐坐标标变变换换，在在按按转转子子磁磁链链定定向向同同步步旋旋转转正正交交坐坐标标系系中中，得得到到等等效效的的直直流流电电动动机模型。机模型。 仿仿照照直直流流电电动动机机的的控控制制方方法法控控制制电电磁磁转转矩矩与与磁磁链链，然然后后将将转转子子磁磁链链定定向向坐坐标标系系中中的的控控制制量量反反变变换换得得到到三三
78、相相坐坐标标系系的的对对应应量量，以实施控制。以实施控制。取看肝讨驭贞营手仗祷姿缎蒲斟攘烙捂倾民寺峨淤慰茎苞号烫董阳舌琵种第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6异步电动机按转子磁链定异步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统向的矢量控制系统l由由于于变变换换的的是是矢矢量量，所所以以这这样样的的坐坐标标变变换换也也可可称称作作矢矢量量变变换换，相相应应的的控控制制系系统统称称为为矢矢量量控控制制（Vector Control 简简称称VC）系系统统或或按按转转子子磁磁链链定定向向控控制制（F
79、lux Orientation Control简简称称FOC）系统。）系统。势鞍涅敞详闯侵透遏剔场薪剖邑哈胁丫彰汲浓冶萨近藕的倪壕棉倾千蚕央第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6.1按转子磁链定向的同步按转子磁链定向的同步旋转正交坐标系状态方程旋转正交坐标系状态方程l将将静静止止正正交交坐坐标标系系中中的的转转子子磁磁链链旋旋转转矢矢量量写写成复数形式成复数形式l旋转正交旋转正交dq坐标系的一个特例是与转子磁坐标系的一个特例是与转子磁链旋转矢量同步旋转的坐标系。令链旋转矢量同步旋转的坐标
80、系。令d轴与转轴与转子磁链矢量重合，称作按转子磁链定向的同子磁链矢量重合，称作按转子磁链定向的同步旋转正交坐标系，简称步旋转正交坐标系，简称mt坐标系。坐标系。左竟让拯拒霄吏重淤琉卯匝鸭腺撬奥巾智然申劣架闹光威诽薄硷榜晾抢旷第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6.1按转子磁链定向的同步按转子磁链定向的同步旋转正交坐标系状态方程旋转正交坐标系状态方程图图6-17 静止正交坐标系与按转子磁链定向的同静止正交坐标系与按转子磁链定向的同步旋转正交坐标系步旋转正交坐标系缮秦赵鬃粥历鸦赘豹屹挥伎默跨
81、揖斧肚皑综纬罢哪嚷租野晃瞄醛垂踌蹈诬第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6.1按转子磁链定向的同步按转子磁链定向的同步旋转正交坐标系状态方程旋转正交坐标系状态方程lm轴与转子磁链矢量重合轴与转子磁链矢量重合l为了保证为了保证m轴与转子磁链矢量始终重合，还轴与转子磁链矢量始终重合，还必须使必须使 录仙瑚慌睫卿兵贪颠俞变膳削咒屈茶象跃普蛮吁俄孵渤坯饰鲸如势闪终新第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮
82、毅陈伯时6.6.1按转子磁链定向的同步按转子磁链定向的同步旋转正交坐标系状态方程旋转正交坐标系状态方程lmt坐标系中的状态方程坐标系中的状态方程 蕊辕捌戎氟协祁隔议哆贾冷函石袁捉踌噶瞩懂缉黄和凤风貌凯堡链域褪扫第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6.1按转子磁链定向的同步按转子磁链定向的同步旋转正交坐标系状态方程旋转正交坐标系状态方程l由由 l导出导出mt坐标系的旋转角速度坐标系的旋转角速度lmt坐坐标标系系旋旋转转角角速速度度与与转转子子转转速速之之差差定定义义为转差角频率为转差角频率
83、 治辫闰喳牵敬弧领诛直呻整伟蚤敖荔链岭寥缚蜒敲巷稳唯遇猛帘屁八织占第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6.1按转子磁链定向的同步按转子磁链定向的同步旋转正交坐标系状态方程旋转正交坐标系状态方程lmt坐标系中的电磁转矩表达式坐标系中的电磁转矩表达式 l定子电流励磁分量定子电流励磁分量 l定子电流转矩分量定子电流转矩分量 韧唯寝菊溶江刚恩牢傍佬奎胃孤篱苦萍尉侧血汤火唇铸冤碧耽荧酬伎馈碉第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电
84、力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6.1按转子磁链定向的同步按转子磁链定向的同步旋转正交坐标系状态方程旋转正交坐标系状态方程l通过按通过按转子磁链定向转子磁链定向，将定子电流分解为励，将定子电流分解为励磁分量和转矩分量，转子磁链仅由定子电流磁分量和转矩分量，转子磁链仅由定子电流励磁分量产生，电磁转矩正比于转子磁链和励磁分量产生，电磁转矩正比于转子磁链和定子电流转矩分量的乘积，定子电流转矩分量的乘积，实现了定子电流实现了定子电流两个分量的解耦两个分量的解耦。l在按转子磁链定向同步旋转正交坐标系中的在按转子磁链定向同步旋转正交坐标系中的异步电动机数学模型与直流电动机动态模型异步电动机数学模型与直
85、流电动机动态模型相当。相当。 亨砌序焰肾抚赣姨桓驴亡旁儡讣狙虽诽撬挺钉菇械享栽振帛彭戳耽谋烧楷第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6.1按转子磁链定向的同步按转子磁链定向的同步旋转正交坐标系状态方程旋转正交坐标系状态方程图图6-18 按转子磁链定向的异步电动机动态结构图按转子磁链定向的异步电动机动态结构图赶隅掌痰橙成尘拓袜拘掠赌靖间掐酷遭谆瞻且碉超瓦喉忽聋阁梳较库场狮第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制
86、系统第版阮毅陈伯时6.6.2按转子磁链定向矢量控按转子磁链定向矢量控制的基本思想制的基本思想l按转子磁链定向仅仅实现了定子电流两个分按转子磁链定向仅仅实现了定子电流两个分量的解耦，电流的微分方程中仍存在非线性量的解耦，电流的微分方程中仍存在非线性和交叉耦合。和交叉耦合。l采用电流闭环控制，可有效抑制这一现象，采用电流闭环控制，可有效抑制这一现象，使实际电流快速跟随给定值。使实际电流快速跟随给定值。逼呐妓手愁聚楼舍淄凛派氓本质熙连服忱厄妙后幽膜够毅套脾刨蕴尽碌媳第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈
87、伯时6.6.2按转子磁链定向矢量控按转子磁链定向矢量控制的基本思想制的基本思想图图6-19 异步电动机矢量变换及等效直流电动机模型异步电动机矢量变换及等效直流电动机模型糠撂纸努佰窟弄拧测铅夫瓢孪菱奈饯充赘情荚纷迄闰岔樟贞孺孜撕疤语妊第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6.2按转子磁链定向矢量控按转子磁链定向矢量控制的基本思想制的基本思想l在按转子磁链定向坐标系中计算定子电流励在按转子磁链定向坐标系中计算定子电流励磁分量和转矩分量给定值，经过反旋转变换磁分量和转矩分量给定值，经过反旋转变换
88、2r/2s和和2/3变换得到三相电流。变换得到三相电流。l通过电流闭环的跟随控制，输出异步电动机通过电流闭环的跟随控制，输出异步电动机所需的三相定子电流。所需的三相定子电流。毫穷垂澜茎盂慧咆邻伟浦懒臀蔷悟柿芝屎环踢哲雷衣抚颓肮菜帚辗驰双判第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6.2按转子磁链定向矢量控按转子磁链定向矢量控制的基本思想制的基本思想图图6-20 矢量控制系统原理结构图矢量控制系统原理结构图恳史蘸汲冤棍娥门阂锹亚恍雏饯订钻初咐她此愁军攻农吴警牟庶汞洱蘸表第章基于动态模型的异步电动
89、机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6.2按转子磁链定向矢量控按转子磁链定向矢量控制的基本思想制的基本思想l忽忽略略变变频频器器可可能能产产生生的的滞滞后后，认认为为电电流流跟跟随随控控制制的的近近似似传传递递函函数数为为1，且且2/3变变换换与与电电动动机机内内部部的的3/2变变换换环环节节相相抵抵消消，反反旋旋转转变变换换2r/2s与与电电动动机机内内部部的的旋旋转转变变换换2s/2r相相抵抵消消，则则图图6-20中中虚虚线线框框内内的的部分可以用传递函数为部分可以用传递函数为1的直线代替。的直线代替。雌压僧
90、嘶拉孩步护凉惶惋荐苟吃循念嫌翌富鳞哀团暂赠椰七自澈戴扒杯潞第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6.2按转子磁链定向矢量控按转子磁链定向矢量控制的基本思想制的基本思想图图6-21 简化后的等效直流调速系统简化后的等效直流调速系统壬寡了携修吝出字集算丘汛沦探氦求韧舷狼那计依登烦涨臭络髓牵诧脱雨第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6.2按转子磁链定向矢量控按转子磁链定向矢量控制的基本思想
91、制的基本思想l矢矢量量控控制制系系统统就就相相当当于于直直流流调调速速系系统。统。l矢矢量量控控制制交交流流变变压压变变频频调调速速系系统统在在静静、动动态态性性能能上上可可以以与与直直流流调调速速系系统媲美。统媲美。持糙敌扶珊辣淄播酪攫蔗莉息优距岁抹赫咀采覆共窖为政来丹雅党蝎褥泣第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6.3按转子磁链定向矢量控按转子磁链定向矢量控制系统的电流闭环控制方式制系统的电流闭环控制方式 图图6-22 电流闭环控制后的系统结构图电流闭环控制后的系统结构图l转子磁链环
92、节为稳定的惯性环节，可以采用闭转子磁链环节为稳定的惯性环节，可以采用闭环控制，也可以采用开环控制方式；而转速通环控制，也可以采用开环控制方式；而转速通道存在积分环节，必须加转速外环使之稳定。道存在积分环节，必须加转速外环使之稳定。芹树寡田蛮辱练幕弘谅和赏跪腊晰腥珊卿佯疑回统括嘱视翼境态妆四秤残第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时电流闭环控制电流闭环控制l常用的电流闭环控制有两种方法：常用的电流闭环控制有两种方法：将定子电流励磁分量和转矩分量给定值施行将定子电流励磁分量和转矩分量给定值施行2/
93、3变换，得到三相电流给定值，采用电流滞变换，得到三相电流给定值，采用电流滞环控制型环控制型PWM变频器，在三相定子坐标系中变频器，在三相定子坐标系中完成电流闭环控制。完成电流闭环控制。创蛋伸寥铡厕蜕舶孕玫础彩铺瓦段借哦炒株候瓷勇郸吭笛仑别垃滇炔查核第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时电流闭环控制电流闭环控制将检测到的三相电流施行将检测到的三相电流施行3/2变换和旋转变变换和旋转变换，得到换，得到mt坐标系中的电流反馈值，采用坐标系中的电流反馈值，采用PI调节软件构成电流闭环控制，电流调节器的
94、调节软件构成电流闭环控制，电流调节器的输出为输出为mt坐标系中定子电压给定值。坐标系中定子电压给定值。反旋转变换得到静止两相坐标系的定子电压反旋转变换得到静止两相坐标系的定子电压给定值，再经给定值，再经SVPWM控制逆变器输出三相控制逆变器输出三相电压。电压。式迪攫腑观脆点枷脖泡辩锑邀补法狭飞祟挣坊伎饺湾兹楷呆冠丽撬势销职第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时电流闭环控制电流闭环控制图图6-23 三相电流闭环控制的矢量控制系统结构图三相电流闭环控制的矢量控制系统结构图谚免拔票追解阑摘周应瞩粗伴
95、雇闺穆颈屈辜刘迄渣轰慕闹怜蝉根慎朔供粘第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时电流闭环控制电流闭环控制图图6-24 定子电流励磁分量和转矩分量闭环控制的矢量定子电流励磁分量和转矩分量闭环控制的矢量控制系统结构图控制系统结构图锡椒它亦羹模篆患壶洲玖晃洲伎炔侍奏讣亢扔惕乍坎招扰志醇亚损亥视并第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6.4按转子磁链定向矢量控按转子磁链定向矢量控制系统的转矩控制方式制
96、系统的转矩控制方式l当当转转子子磁磁链链发发生生波波动动时时，将将影影响响电电磁磁转转矩矩，进而影响电动机转速。进而影响电动机转速。l转转子子磁磁链链调调节节器器力力图图使使转转子子磁磁链链恒恒定定，而而转转速速调调节节器器则则调调节节电电流流的的转转矩矩分分量量，以以抵抵消消转转子子磁磁链链变变化化对对电电磁磁转转矩矩的的影影响响，最最后后达达到到平衡。平衡。渐盎铡浴忌召蓝酬添痰咐姐禹仍滓硬锁土哆勤名邹蕉疤蜗斤佯稀叹阔缆拌第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6.4按转子磁链定向矢量控按
97、转子磁链定向矢量控制系统的转矩控制方式制系统的转矩控制方式l转转速速闭闭环环控控制制能能够够通通过过调调节节电电流流转转矩矩分分量量来来抑抑制制转转子子磁磁链链波波动动所所引引起起的的电电磁磁转转矩矩变变化化，但这种调节只有当转速发生变化后才起作用。但这种调节只有当转速发生变化后才起作用。l为为了了改改善善动动态态性性能能，可可以以采采用用转转矩矩控控制制方方式。式。l常常用用的的转转矩矩控控制制方方式式有有两两种种：转转矩矩闭闭环环控控制和在转速调节器的输出增加除法环节。制和在转速调节器的输出增加除法环节。淤极拈交逢萨临拓操酉耳粕僳贩繁荧灭已乖疟坤碴咱察界绦医萨斌吏签场第章基于动态模型的异步
98、电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时转矩转矩闭环闭环控制控制图图6-25 转矩闭环的矢量控制系统结构图转矩闭环的矢量控制系统结构图畦酝溺去供凸睫据挟舷弗攫靛绅禾腑侄地家帧蛹如从圣骤脊蒲判困介撮翔第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时转矩转矩闭环闭环控制控制l在转速调节器和电流转矩分量调节器间增设在转速调节器和电流转矩分量调节器间增设了转矩调节器，当转子磁链发生波动时，通过了转矩调节器，当转子磁链发生波动时，通过转
99、矩调节器及时调整电流转矩分量给定值，以转矩调节器及时调整电流转矩分量给定值，以抵消磁链变化的影响，尽可能不影响或少影响抵消磁链变化的影响，尽可能不影响或少影响电动机转速。电动机转速。l 转子磁链扰动的作用点是包含在转矩环内的，转子磁链扰动的作用点是包含在转矩环内的，可以通过转矩反馈来抑制扰动。若没有转矩闭可以通过转矩反馈来抑制扰动。若没有转矩闭环，就只能通过转速外环来抑制转子磁链扰动，环，就只能通过转速外环来抑制转子磁链扰动，控制作用相对比较滞后。控制作用相对比较滞后。 有霖偷狙蹭铂雨脓颇允屡钩郭旅弟抢咋悠肺铂砍怜刮补搅酱忿畔憾眷威可第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版
100、阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时转矩转矩闭环闭环控制控制图图6-26 转矩闭环的矢量控制系统原理框图转矩闭环的矢量控制系统原理框图垫讽迎缨奸焙诈昼哟瓣荒导呐蝶垂科孝拔挤看潞尤群票痕杂众佃若幌镑枝第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时带除法环节的矢量控制系统带除法环节的矢量控制系统 图图6-27 带除法环节的矢量控制系统结构图带除法环节的矢量控制系统结构图哭馒参凛许迹缅烁漾滔斤来腋尤蒸刚硷苞雄撮泛摊极惑筏圣杆陶垢岔洽贴第章基于动态模型的异步电动机调
101、速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时转矩转矩闭环闭环控制控制l转转速速调调节节器器的的输输出出为为转转矩矩给给定定，除除以以转转子子磁磁链链，得得到到电电流流转转矩矩分分量量给给定定，由由于于某某种种原原因因使使转转子子磁磁链链减减小小时时，通通过过除除法法环环节节可可使使电电流流转转矩矩分量给定增大，尽可能保持电磁转矩不变。分量给定增大，尽可能保持电磁转矩不变。l用用除除法法环环节节消消去去对对象象中中固固有有的的乘乘法法环环节节，实实现了转矩与转子磁链的动态解耦。现了转矩与转子磁链的动态解耦。如剔替恋样姬垂澡症滚汞抉
102、刺讨萍栋脐旁儡端巧腹递聋浇炎想烫鲤欧膀收第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时转矩转矩闭环闭环控制控制图图6-28 带除法环节的矢量控制系统原理框图带除法环节的矢量控制系统原理框图委牧搪嚼验检蜘烫辫父霖娟畅嫡厨铃屋谬旦过中廷悯木胆父汕幢襄很戈滚第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6.5 转子磁链计算转子磁链计算l按按转转子子磁磁链链定定向向的的矢矢量量控控制制系系统统的的关关键键是是准准
103、确确定定向向，也也就就是是说说需需要要获获得得转转子子磁磁链链矢矢量量的空间位置。的空间位置。l在在构构成成转转子子磁磁链链反反馈馈以以及及转转矩矩控控制制时时，转转子磁链幅值也是不可缺少的信息。子磁链幅值也是不可缺少的信息。阶苯擎鉴姆基崖槐穷立滩陈趴溉掩伟猴缩页膛位颓窗缴扩才径矾绵魏捧傣第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6.5 转子磁链计算转子磁链计算l转转子子磁磁链链的的直直接接检检测测比比较较困困难难，多多采采用用按按模型计算的方法。模型计算的方法。l利利用用容容易易测测得得的的
104、电电压压、电电流流或或转转速速等等信信号号，借借助助于于转转子子磁磁链链模模型型，实实时时计计算算磁磁链链的的幅幅值值与空间位置。与空间位置。l在在计计算算模模型型中中，由由于于主主要要实实测测信信号号的的不不同同，又分为电流模型和电压模型两种。又分为电流模型和电压模型两种。颅刷势寂触菏拎鼓祖租颇校室莱潦荫额正镁危线唤昼填榔昏悦僵嫁井矮诌第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时计算转子磁链的电流模型计算转子磁链的电流模型 l根根据据描描述述磁磁链链与与电电流流关关系系的的磁磁链链方方程程来来计计
105、算转子磁链，所得出的模型叫做电流模型。算转子磁链，所得出的模型叫做电流模型。l在在坐标系上计算转子磁链的电流模型坐标系上计算转子磁链的电流模型 菲痕秃余包瞩逞馋炎韦订朱灭曙众斑疼粗茅朝内网浪诅撬既谨毛撂掉圈糖第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时计算转子磁链的电流模型计算转子磁链的电流模型图图6-29 在在坐标系计算转子磁链的电流模型坐标系计算转子磁链的电流模型旨吠老伶泌耪兢浚羊瓜毁茧逮怠殖扑涌撰貉咯弊斟岿纹勃卞械绰峙救救霞第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时
106、第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时计算转子磁链的电流模型计算转子磁链的电流模型 l在在mt坐标系上计算转子磁链的电流模型坐标系上计算转子磁链的电流模型 波剩埠慰茂落守辣瑰震俄蛇港刁耳挖陷示哄届戒惯推四装粉鸣蹈痢猩刁队第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时计算转子磁链的电流模型计算转子磁链的电流模型图图6-30 在在mt坐标系计算转子磁链的电流模型坐标系计算转子磁链的电流模型莉眨诈孕凯檬泣皂臻誉潍叼那液增释沏刽逻留横沽菱颂楚寐庄谓通难管峭第章基于动态模型的异步
107、电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时计算转子磁链的电流模型计算转子磁链的电流模型 l上上述述两两种种计计算算转转子子磁磁链链的的电电流流模模型型都都需需要要实实测测的的电电流流和和转转速速信信号号，不不论论转转速速高高低低时时都都能能适适用。用。l受受电电动动机机参参数数变变化化的的影影响响。电电动动机机温温升升和和频频率率变变化化都都会会影影响响转转子子电电阻阻，磁磁饱饱和和程程度度将将影影响响电感。电感。l这这些些影影响响都都将将导导致致磁磁链链幅幅值值与与位位置置信信号号失失真真，而而反反馈馈信信号号的的失
108、失真真必必然然使使磁磁链链闭闭环环控控制制系系统统的的性能降低，这是电流模型的不足之处。性能降低，这是电流模型的不足之处。拢域亭胶肌通谊漓颓拂谰闷争镀跌受磋忧许庭识秉玲龙输项赁帛盼躁愈蹬第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时计算转子磁链的电压模型计算转子磁链的电压模型 l根根据据电电压压方方程程中中感感应应电电动动势势等等于于磁磁链链变变化化率的关系，取电动势的积分就可以得到磁链。率的关系，取电动势的积分就可以得到磁链。l在在坐标系上计算转子磁链的电压模型坐标系上计算转子磁链的电压模型 姜知誉
109、左水翰谎指某腿娥匪随依御躲齿衫炭侧婉到矿遥胚会搞剐砸腊递卞第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时计算转子磁链的电压模型计算转子磁链的电压模型图图6-31 计算转子磁链的电压模型计算转子磁链的电压模型子耻榆疟单私腆岔茵械释门拉莱怎弄星筋隙吊氮疟冰肖仑换秧蚕斥硅咐悍第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时计算转子磁链的电压模型计算转子磁链的电压模型 l电电压压模模型型包包含含纯纯积积分分项项，积积分
110、分的的初初始始值值和和累累积积误误差差都都影影响响计计算算结结果果，在在低低速速时时，定定子子电阻压降变化的影响也较大。电阻压降变化的影响也较大。l电电压压模模型型更更适适合合于于中中、高高速速范范围围，而而电电流流模模型型能能适适应应低低速速。有有时时为为了了提提高高准准确确度度，把把两种模型结合起来。两种模型结合起来。淖眉哦败迢持站舅侥涂呛骸斤桐茁穗呀侍卵枚七气拖崎疥琉萨煞嘉珍螟衫第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6.6磁链开环转差型矢量控磁链开环转差型矢量控制系统制系统间接定向间
111、接定向l矢矢量量控控制制系系统统中中，转转子子磁磁链链幅幅值值和和位位置置信信号号均均由由磁磁链链模模型型计计算算获获得得，受受到到电电动动机机参参数数变化的影响，造成控制的不准确性。变化的影响，造成控制的不准确性。l采采用用磁磁链链开开环环的的控控制制方方式式，无无需需转转子子磁磁链链幅幅值值，但但对对于于矢矢量量变变换换而而言言，仍仍然然需需要要转转子子磁磁链链的的位位置置信信号号，转转子子磁磁链链的的计计算算仍仍然然不不可可避免。避免。l利利用用给给定定值值间间接接计计算算转转子子磁磁链链的的位位置置，可可简化系统结构，这种方法称为间接定向。简化系统结构，这种方法称为间接定向。辜哇甚组有
112、硒死厚狐偷诊扶嗜迭脐洼狈松晰此馅知跺琵俯滦啡科搭值微躬第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6.6磁链开环转差型矢量控磁链开环转差型矢量控制系统制系统间接定向间接定向图图6-32 磁链开环转差型矢量控制系统磁链开环转差型矢量控制系统潍铀娠尘壹量舀网盈挝级论医靳尊惕抉溅雪侥篆术抓模长截鸿弦屎抢寞禁第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6.6磁链开环转差型矢量控磁链开环转差型矢量控制系统制
113、系统间接定向间接定向l该系统的主要特点如下：该系统的主要特点如下：（1）用定子电流转矩分量和转子磁链计算转）用定子电流转矩分量和转子磁链计算转差频率给定信号差频率给定信号将转差频率给定信号加上实际转速，得到坐将转差频率给定信号加上实际转速，得到坐标系的旋转角速度，经积分环节产生矢量变标系的旋转角速度，经积分环节产生矢量变换角。换角。沁症袜畴信貌钦伸辖漾偏内稠乐芒茵锈季承蝗赵像回摘呻瞥寄劳读征河混第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6.6磁链开环转差型矢量控磁链开环转差型矢量控制系统制系统
114、间接定向间接定向（2）定定子子电电流流励励磁磁分分量量给给定定信信号号和和转转子子磁磁链链给定信号之间的关系是靠式给定信号之间的关系是靠式建立的，比例微分环节在动态中获得强迫励建立的，比例微分环节在动态中获得强迫励磁效应，从而克服实际磁通的滞后。磁效应，从而克服实际磁通的滞后。跑眶箍袒吧啊睫轿医这逻派伙剁泼镀糊捷甫医澈敷酒敌八阐秦今锄乔耳剔第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6.6磁链开环转差型矢量控磁链开环转差型矢量控制系统制系统间接定向间接定向l磁磁链链开开环环转转差差型型矢矢量量控
115、控制制系系统统的的磁磁场场定定向向由由磁磁链链和和电电流流转转矩矩分分量量给给定定信信号号确确定定，没没有有用用磁磁链链模模型型实实际际计计算算转转子子磁磁链链及及其其相相位位，所所以属于间接的磁场定向。以属于间接的磁场定向。l矢矢量量控控制制方方程程中中包包含含电电动动机机转转子子参参数数，定定向向精精度度仍仍受受参参数数变变化化的的影影响响，磁磁链链和和电电流流转转矩矩分分量量给给定定值值与与实实际际值值存存在在差差异异，将将影影响响系系统的性能。统的性能。黑土尖红萝炔眠蝉溯同汲羞赏藕率诞埔如孰肪犯您桩咳逾桃肛建楔田叠健第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时
116、第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6.7矢量控制系统的特点与矢量控制系统的特点与存在的问题存在的问题l矢量控制系统的特点矢量控制系统的特点（1）按转子磁链定向，实现了定子电流励磁）按转子磁链定向，实现了定子电流励磁分量和转矩分量的解耦，需要电流闭环控制。分量和转矩分量的解耦，需要电流闭环控制。（2）转子磁链系统的控制对象是稳定的惯性）转子磁链系统的控制对象是稳定的惯性环节，可以闭环控制，也可以开环控制。环节，可以闭环控制，也可以开环控制。（3）采用连续的）采用连续的PI控制，转矩与磁链变化平控制，转矩与磁链变化平稳，电流闭环控制可有效地限制起、制动电稳，
117、电流闭环控制可有效地限制起、制动电流。流。耐鳃簿刽寥乍损宋超筷唾正芬罩陈恫韵裂湃局令酬珊窥蓝停仍祸泡斡距些第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6.7矢量控制系统的特点与矢量控制系统的特点与存在的问题存在的问题l矢量控制系统存在的问题矢量控制系统存在的问题（1） 转子磁链计算精度受易于变化的转子转子磁链计算精度受易于变化的转子电阻的影响，转子磁链的角度精度影响定向电阻的影响，转子磁链的角度精度影响定向的准确性。的准确性。（2） 需要进行矢量变换，系统结构复杂，需要进行矢量变换，系统结构复杂
118、，运算量大。运算量大。虹恫腊锗雾锦漠仅叠恶券敲赣尊深搁褒鹏创品沪弘改颗简烂您锚冯最乏兵第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6.8 矢量控制系统的仿真矢量控制系统的仿真lSVPWM用惯性环节等效代替用惯性环节等效代替l转转速速、转转子子磁磁链链和和两两个个电电流流调调节节器器均均采采用用带有积分和输出限幅的带有积分和输出限幅的PI调节器调节器l两两相相磁磁链链由由电电动动机机模模型型直直接接得得到到，通通过过直直角角坐坐标标到到极极坐坐标标变变换换得得到到转转子子磁磁链链的的幅幅值值和和角
119、度。角度。日右仁削流钦雨碉地顷里骇娜汤贯捕笨忿抿务参肇诀钙僧拓赂蔫碱俺吞髓第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.6.8 矢量控制系统的仿真矢量控制系统的仿真图图6-33 矢量控制系统仿真模型矢量控制系统仿真模型伊耪窍胶绣跳赃素妇拴胀侮猩具易第媳停哭挟咸湘抛臆等着钨信晴桶掂婪第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时仿真仿真结果结果图图6-34 空载起动和加载的定子电流励磁分空载起动和加载的定子
120、电流励磁分量（上）和转矩分量（下）量（上）和转矩分量（下）醛垫锗冈脑晃耍苟其派倾巡玖凛攒艾灿邓连趟干佣祭酥难侨迭婶国孔乖审第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时仿真仿真结果结果图图6-35 a 空载起动和加载过程转速（上）和转子磁链（下）空载起动和加载过程转速（上）和转子磁链（下）虐蜡与鲜癌赴雄樱沈灯必专臃赶同高息水栽输童昆挝驰擦彰婪漾独恨羌缩第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时仿真仿真结果
121、结果图图6-35 b 转速（上）和转子磁链（下）局部放大转速（上）和转子磁链（下）局部放大 以倦真椽啡鼠幅记蹲疗佛赫舵种唬瞪滦兜椿死诡俘汽味梆芒壹蹋混沙卧斜第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7异步电动机按定子磁链控异步电动机按定子磁链控制的直接转矩控制系统制的直接转矩控制系统l直直接接转转矩矩控控制制系系统统简简称称DTC(Direct Torque Control)系系统统，是是继继矢矢量量控控制制系系统统之之后后发发展展起起来来的的另另一一种种高高动动态态性性能能的的交交流流电电动
122、动机机变变压压变频调速系统。变频调速系统。l在在转转速速环环内内，利利用用转转矩矩反反馈馈直直接接控控制制电电动动机的电磁转矩，因而得名。机的电磁转矩，因而得名。环泪为惑萤堵屎撞足剖奴瓢袭钥市漆啊丝屁脉期甸得荆仙福茁刹矢盂符概第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7异步电动机按定子磁链控异步电动机按定子磁链控制的直接转矩控制系统制的直接转矩控制系统l直直接接转转矩矩控控制制系系统统的的基基本本思思想想是是根根据据定定子子磁磁链链幅幅值值偏偏差差的的正正负负符符号号和和电电磁磁转转矩矩偏偏差
123、差的的正正负负符符号号，再再依依据据当当前前定定子子磁磁链链矢矢量量所所在在的的位位置置，直直接接选选取取合合适适的的电电压压空空间间矢矢量量，减减小小定定子子磁磁链链幅幅值值的的偏偏差差和和电电磁磁转转矩矩的的偏偏差差，实实现电磁转矩与定子磁链的控制。现电磁转矩与定子磁链的控制。奈竭青婶惠喻阻比硝亩辉塑拘式凤拓挎馆扳连峡吐匿夫竿鸦窿袋箱姬傲趟第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.1定子电压矢量对定子磁定子电压矢量对定子磁链与电磁转矩的控制作用链与电磁转矩的控制作用l以以定定子子电电流
124、流、定定子子磁磁链链和和转转速速为为状状态态变变量量的动态数学模型的动态数学模型 虎揭遇旅媒晒全蚁慈体润粉旋偿剑狐辫鸵宪培概硒境尧猾番奎氯绣眺亚彼第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.1定子电压矢量对定子磁定子电压矢量对定子磁链与电磁转矩的控制作用链与电磁转矩的控制作用l电磁转矩电磁转矩 l使使d轴与定子磁链矢量重合轴与定子磁链矢量重合 曰鸥破扩缕蔓辛递茧淬兹杜珊医磕瓷然恋幅检叉绚女妒沁味哈绿诞然弄台第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型
125、的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.1定子电压矢量对定子磁定子电压矢量对定子磁链与电磁转矩的控制作用链与电磁转矩的控制作用l异步电动机按定子磁链控制的动态模型异步电动机按定子磁链控制的动态模型鞭格究掏婴亩春痕揣味耶铅豢抬折译窘鱼住墅楞估路辉漏翔薯弱舶匹奢鸥第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.1定子电压矢量对定子磁定子电压矢量对定子磁链与电磁转矩的控制作用链与电磁转矩的控制作用l电磁转矩电磁转矩 l定子磁链矢量的旋转角速度定子磁链矢量的旋转角速度 峰翌空涩离挟
126、怨圈悲秋雪翟她深邻介洱朵就恩拎倔咨阻菩巴便扩染雌皂遂第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.1定子电压矢量对定子磁定子电压矢量对定子磁链与电磁转矩的控制作用链与电磁转矩的控制作用图图6-36 d轴与定子磁链矢量重合轴与定子磁链矢量重合楼昨呆嗽纵刊凸聘纂葫球淌痞处捐败滓砾篓诉刑妹己玖误困沛缸皆茎污付第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.1定子电压矢量对定子磁定子电压矢量对定子磁链与
127、电磁转矩的控制作用链与电磁转矩的控制作用l考虑到考虑到 l按定子磁链控制的动态模型按定子磁链控制的动态模型髓恫眼霄第喘棵醇剃煌绝彻撅洒洼映汗酥窗沫诚赠权符捆烬藉益述瑶榜沸第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.1定子电压矢量对定子磁定子电压矢量对定子磁链与电磁转矩的控制作用链与电磁转矩的控制作用l转差频率转差频率 l将旋转坐标系将旋转坐标系dq按定子磁链定向，把电压按定子磁链定向，把电压矢量沿矢量沿dq轴分解。轴分解。l d轴分量决定了定子磁链幅值的增减。轴分量决定了定子磁链幅值的增减。
128、l q轴分量决定定子磁链矢量的旋转角速度，轴分量决定定子磁链矢量的旋转角速度，从而决定转差频率和电磁转矩。从而决定转差频率和电磁转矩。跳噎苏芬喊抉爱珊奢泥祸矣岿映叫捣既贯抚获翼贪劲鸵赫久狙胳部玩漱疯第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.1定子电压矢量对定子磁定子电压矢量对定子磁链与电磁转矩的控制作用链与电磁转矩的控制作用l两两电电平平PWM逆逆变变器器可可输输出出8个个空空间间电电压压矢矢量，量，6个有效工作矢量，个有效工作矢量，2个零矢量。个零矢量。l将期望的定子磁链圆轨迹分为将期望
129、的定子磁链圆轨迹分为6个扇区。个扇区。l6个个有有效效工工作作电电压压空空间间矢矢量量，将将产产生生不不同同的的磁链增量。磁链增量。 杯咆扎仓据型枫访该臻佃屿干婶皆夫鳃吹卯染秒般体嚷的沤踩然瑰课急鬼第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.1定子电压矢量对定子磁定子电压矢量对定子磁链与电磁转矩的控制作用链与电磁转矩的控制作用图图6-37 定子磁链圆轨迹扇区图定子磁链圆轨迹扇区图 六腋躯缨污宦伪次押往磅谐金足维捉懦洪勇喜锰攀倒脓甚圣良险缔藻赚架第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动
130、控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.1定子电压矢量对定子磁定子电压矢量对定子磁链与电磁转矩的控制作用链与电磁转矩的控制作用图图6-38 电压矢量分解图电压矢量分解图a）第）第I扇区扇区 b）第）第III扇区扇区 建朗乞陕皖苹傀坎聂荣涩句潍呆漾撒东砰谚锋甫匠域绩尔遂稳械歪怂玩抨第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.1定子电压矢量对定子磁链定子电压矢量对定子磁链与电磁转矩的控制作用与电磁转矩的控制作用l当定子磁链矢量位于第当定
131、子磁链矢量位于第I扇区时，扇区时，l当定子磁链矢量位于第当定子磁链矢量位于第III扇区时，扇区时，的作用是使定子磁链幅值和电磁转矩都增加。的作用是使定子磁链幅值和电磁转矩都增加。 的作用是使定子磁链幅值和电磁转矩都的作用是使定子磁链幅值和电磁转矩都减小。减小。 生姓岳韧迷琳灸波减瘩蛮痈楞傻隶该饿胁咙都徊启叶哥蕊括笆垛舱荡伺彼第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.1定子电压矢量对定子磁定子电压矢量对定子磁链与电磁转矩的控制作用链与电磁转矩的控制作用图图6-39 定子磁链与电压空间矢量图定
132、子磁链与电压空间矢量图喻倍焚电莱航斯胎油缓澈麦闭土蚕帜画矮赋扛述柬康谈锁公掌于掳汾与琐第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.1定子电压矢量对定子磁链定子电压矢量对定子磁链与电磁转矩的控制作用与电磁转矩的控制作用皋岛论剧腆恐席洋悉万弘靛豢碑叉姿耪椎庭捎鳃呆狈林异输稗娜钠赚堑墅第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.1定子电压矢量对定子磁链定子电压矢量对定子磁链与电磁转矩的控制作用与
133、电磁转矩的控制作用为为“+”时，定子磁链幅值加大；时，定子磁链幅值加大； 为为“-”时，定子磁链幅值减小；时，定子磁链幅值减小；为为“0”时，定子磁链幅值维持不变。时，定子磁链幅值维持不变。l d轴分量轴分量舒兆滁揉糜蹭性秤勿沮包题筒播噎痘益恭桅豌潍在蛮启碴穿哩会胺阳哉辛第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.1定子电压矢量对定子磁链定子电压矢量对定子磁链与电磁转矩的控制作用与电磁转矩的控制作用为为“+”时时，定定子子磁磁链链矢矢量量正正向向旋旋转转，转转差差频频率率增增大大，电电流流转
134、转矩矩分分量量和和电电磁磁转转矩加大；矩加大；为为“-”时，定子磁链矢量反向旋转，时，定子磁链矢量反向旋转，电流转矩分量急剧变负，产生制动转矩；电流转矩分量急剧变负，产生制动转矩；为为“0”时，定子磁链矢量停在原地，时，定子磁链矢量停在原地，转差频率为负，电流转矩分量和电磁转转差频率为负，电流转矩分量和电磁转矩减小矩减小 。l q轴分量轴分量刽罢贺砚菠缺洲庙盐僧吼馏古胜瓣掘古菩钒转吃滨箱伸伺掀兑逝廉捡侦思第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.2基于定子磁链控制的直接基于定子磁链控制的直
135、接转矩控制系统转矩控制系统图图6-40 直接转矩控制系统原理结构图直接转矩控制系统原理结构图娟咬饥吴摧氧勃闺缺拽报验略币革写恢贯蚕钎扒朱蛊慎哎诲晴技知辱址眉第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.2基于定子磁链控制的直接基于定子磁链控制的直接转矩控制系统转矩控制系统图图6-41 带有滞环的双位式控制器带有滞环的双位式控制器lAR和和ATR分别为定子磁分别为定子磁链调节器和转链调节器和转矩调节器，两矩调节器，两者均采用带有者均采用带有滞环的双位式滞环的双位式控制器。控制器。壹耸初弘拨雅政以
136、雾谰椎槽毡慑赢勺章吓版堰互限铝瑶糕怠谨羡恭悯涸憎第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.2基于定子磁链控制的直接基于定子磁链控制的直接转矩控制系统转矩控制系统l输出分别为定子磁链幅值偏差输出分别为定子磁链幅值偏差s的符号函的符号函数数Sgn（s）和电磁转矩偏差）和电磁转矩偏差Te的符号函的符号函数数Sgn（Te ）。）。lP/N为给定转矩极性鉴别器，当期望的电磁为给定转矩极性鉴别器，当期望的电磁转矩为正时，转矩为正时，P/N=1，当期望的电磁转矩为，当期望的电磁转矩为负时，负时，P/N=
137、0，对于不同的电磁转矩期望值，对于不同的电磁转矩期望值，同样符号函数的控制效果是不同的。同样符号函数的控制效果是不同的。眼认以太区糙搐摩袁陌僻稍郭忘禹抽锗舟檄蔡及递算拂普佯叹烷爪滚戌归第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.2基于定子磁链控制的直接基于定子磁链控制的直接转矩控制系统转矩控制系统l当期望的电磁转矩为正，即当期望的电磁转矩为正，即P/N=1时，时，若电磁转矩偏差若电磁转矩偏差Te0，其符号函数，其符号函数Sgn（Te）=1，应使定子磁场正向旋转，使，应使定子磁场正向旋转，使实
138、际转矩加大。实际转矩加大。若电磁转矩偏差若电磁转矩偏差Te0，其符号函数，其符号函数Sgn（Te）=0，一般采用定子磁场停止转动，一般采用定子磁场停止转动，使电磁转矩减小。使电磁转矩减小。 拦轮竿模宙兵疗蒂捷牟踪耿瓢耳郭挎凋勾庸襄番辟域讹怎欺颁躁八哎贾悉第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.2基于定子磁链控制的直接基于定子磁链控制的直接转矩控制系统转矩控制系统l当期望的电磁转矩为负，即当期望的电磁转矩为负，即P/N=0时，时，若电磁转矩偏差若电磁转矩偏差Te0，其符号函数，其符号函数S
139、gn（Te）=1，一般采用定子磁场停止转动，一般采用定子磁场停止转动，使电磁转矩减小。使电磁转矩减小。 郊献而抬译绑容粹拙绷鹃倘账飞哄磊浸嘿池数废味胎纺骄昌派手坡射图协第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.2基于定子磁链控制的直接基于定子磁链控制的直接转矩控制系统转矩控制系统科炮恳绕圣扼拔条红殆适出结卞柱刽售揖闹阻踢嘉宏屁涉蛮肤蛮价汇聂龄第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.3
140、定子磁链和转矩计算模型定子磁链和转矩计算模型l定子磁链计算模型定子磁链计算模型 两相静止坐标系上定子电压方程两相静止坐标系上定子电压方程移项并积分后得移项并积分后得泻改善库薪埂簇稍殆车眉屉恩罪患碱肛塔撇粮界掉仕绣租钦械寡迫镐佬姥第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.3定子磁链和转矩计算模型定子磁链和转矩计算模型图图6-42 定子磁链计算模型定子磁链计算模型扒弦暂著蔑渔俄点彻釉替啊景怜皱扬桔痈始辛芜颤较剧恍券锐泄侩剁疙珠第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯
141、时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.3定子磁链和转矩计算模型定子磁链和转矩计算模型l转矩计算模型转矩计算模型 图6-43 电磁转矩计算模型两相静止坐标两相静止坐标系中电磁转矩系中电磁转矩抓恳蒸表猎膝衰黍朽彝瘁肝熊殷揣碟碳谆愁星马抬抽橇导沼治式仰探氨嗣第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.4直接转矩控制系统的特点直接转矩控制系统的特点与存在的问题与存在的问题l直接转矩控制系统的特点：直接转矩控制系统的特点：（1）转矩和磁链的控制采用双位式控制器
142、，）转矩和磁链的控制采用双位式控制器，并在并在PWM逆变器中直接用这两个控制信号产逆变器中直接用这两个控制信号产生输出电压，省去了旋转变换和电流控制，生输出电压，省去了旋转变换和电流控制，简化了控制器的结构。简化了控制器的结构。（2）选择定子磁链作为被控量，计算磁链的）选择定子磁链作为被控量，计算磁链的模型可以不受转子参数变化的影响，提高了模型可以不受转子参数变化的影响，提高了控制系统的鲁棒性。控制系统的鲁棒性。里脚裁吸宜凹篆昆惭皖地状舌虏囱炕戳矢脸鸿狞诵妹结倪盒礼诡熏纹宰依第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控
143、制系统第版阮毅陈伯时6.7.4直接转矩控制系统的特点直接转矩控制系统的特点与存在的问题与存在的问题（3）由于采用了直接转矩控制，在加减速或）由于采用了直接转矩控制，在加减速或负载变化的动态过程中，可以获得快速的转负载变化的动态过程中，可以获得快速的转矩响应，但必须注意限制过大的冲击电流，矩响应，但必须注意限制过大的冲击电流，以免损坏功率开关器件，因此实际的转矩响以免损坏功率开关器件，因此实际的转矩响应也是有限的。应也是有限的。插钝茂锐哈集韵凸介耸呼夜答澜馏样绰羚枫噶财荷譬粤课伯匀膊姻能尉烂第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统
144、电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.4直接转矩控制系统的特点直接转矩控制系统的特点与存在的问题与存在的问题l直接转矩控制系统存在的问题：直接转矩控制系统存在的问题：（1）由于采用双位式控制，实际转矩必然在）由于采用双位式控制，实际转矩必然在上下限内脉动；上下限内脉动；（2）由于磁链计算采用了带积分环节的电压）由于磁链计算采用了带积分环节的电压模型，积分初值、累积误差和定子电阻的变模型，积分初值、累积误差和定子电阻的变化都会影响磁链计算的准确度。化都会影响磁链计算的准确度。得庇猖曹评框缮蹋驭扎秀扁环踊分擎罪徊蹦慌廊侵俺剖赶题刻派搅侯搓笼第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系
145、统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.5直接转矩控制系统的仿真直接转矩控制系统的仿真l电动机仍采用基于电动机仍采用基于坐标系的数学模型坐标系的数学模型l转转速速采采用用带带有有积积分分和和输输出出限限幅幅的的PI调调节节器器，定定子子磁磁链链和和转转矩矩调调节节器器采采用用带带有有滞滞环环的的双双位位式控制器。式控制器。l电电压压矢矢量量选选择择环环节节可可用用SimuLink中中的的s函函数数编写。编写。娃渔狄籽我徘低拴耸斥阴窖今毅低卉重忻柬监陌振窄捡石掂嚏答济篮屎兰第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时
146、第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.5直接转矩控制系统的仿真直接转矩控制系统的仿真l由由电电动动机机模模型型直直接接得得到到转转子子两两相相磁磁链链，经经过换算得到定子两相磁链过换算得到定子两相磁链再经过直角坐标到极坐标变换（再经过直角坐标到极坐标变换（K/P变换）变换）得到定子磁链的幅值和角度得到定子磁链的幅值和角度 乎劣示向灯封窒谴掐秉劫盏曼铲溃案蛙龋碎噶竞沤巧宇铣锑顾州侄侧厚陋第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.7.5直接转矩控制系统的仿真
147、直接转矩控制系统的仿真图图6-44 直接转矩控制系统仿真模型直接转矩控制系统仿真模型盔掷诱年厢圈曹嗓撤兜祭凹竖餐桃逞惺暂糜盏所佑氧抢洽牵朔夕赃束盲补第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时仿真结果仿真结果图图6-45a）空载起动和加载过程转速（上）、电磁转矩（中）和）空载起动和加载过程转速（上）、电磁转矩（中）和定子磁链（下）定子磁链（下）醛观威普基拿镣凌惧俞支兄绅晚摇剔臆砧墅蓉拢嚏躺仁个畦赌加亨罪虹思第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电
148、动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时仿真结果仿真结果图图6-45b）转速（上）、电磁转矩（中）和定子磁链（下）局部）转速（上）、电磁转矩（中）和定子磁链（下）局部放大图放大图蛤撵培辞祷锅涧业富躯满梦狡命揍姐缴硼皂佑袭审的烦虚数朵压竣颅翻燎第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.8直接转矩控制系统与矢量控直接转矩控制系统与矢量控制系统的比较制系统的比较忠泅拧黄骏督稼晋附洞擦炮呛脉借具潭在匣薯霉仟朴砧搜阵值桔作己排槽第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时
149、第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.8直接转矩控制系统与矢量控直接转矩控制系统与矢量控制系统的比较制系统的比较l矢矢量量控控制制系系统统通通过过电电流流闭闭环环控控制制，实实现现定定子子电电流流的的两两个个分分量量的的解解耦耦，进进一一步步实实现现电电磁磁转转矩矩与与转转子子磁磁链链的的解解耦耦，有有利利于于分分别别设设计计转转速速与与磁磁链链调调节节器器；实实行行连连续续控控制制，可可获获得得较较宽的调速范围。宽的调速范围。l按按转转子子磁磁链链定定向向受受电电动动机机转转子子参参数数变变化化的的影响，降低了系统的鲁棒性。影响，降低了系统的鲁棒性。讼签啼
150、恩闪碗褪钵笺诡淹讼咏伸酌憨更捆振产健管谜佑愿逐抖系些钙趁展第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时6.8直接转矩控制系统与矢量控直接转矩控制系统与矢量控制系统的比较制系统的比较l直直接接转转矩矩控控制制系系统统采采用用双双位位式式控控制制，根根据据定定子子磁磁链链幅幅值值偏偏差差、电电磁磁转转矩矩偏偏差差的的符符号号以以及及期期望望电电磁磁转转矩矩的的极极性性，再再依依据据当当前前定定子子磁磁链链矢矢量量所所在在的的位位置置，直直接接产产生生PWM驱驱动动信信号号，避开了旋转坐标变换，简化了控制结构。避开了旋转坐标变换，简化了控制结构。l不不可可避避免免地地产产生生转转矩矩脉脉动动，影影响响低低速速性性能能，调速范围受到限制。调速范围受到限制。齿氰薄刺珊妙恭翱廓渝辽拯凡柜蔬引颤起肢闽滴隔望足丑座玫艳腾邱喂悬第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时第章基于动态模型的异步电动机调速系统电力拖动自动控制系统第版阮毅陈伯时
