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1、异步电机矢量控制基本原理,内容提纲,前言三相异步电机数学模型异步电机矢量控制实现矢量控制的关键问题,一、前言,异步电机常见调速方式转差功率消耗型调速系统降电压调速，液力耦合器调速，电磁转差离合器调速，转子串电阻调速转差功率回馈型调速系统串级调速转差功率不变型调速系统变极对数调速，变压变频调速,异步电机控制的目标变量电压，电流，磁通，转矩，转速何谓矢量控制（Vector Control）磁场定向控制（Field Orientation Control）电机的磁场矢量方向作为坐标变换中坐标轴的基准方向,矢量控制技术发展历程矢量控制技术发展应用的几大要素（1）矢量控制理论（2）数字电路（3）功率器件
2、（4）现代控制理论,二、三相异步电机数学模型,2.1 理想三相异步电机的条件（1）电机定、转子三相绕组完全对称；（2）电机定、转子表面光滑，无齿模效应；（3）电机气隙磁场在空间呈正弦分布；（4）铁芯的涡流、饱和及磁滞损耗忽略不计。,2.2 电机模型,1电压方程式,2磁链方程式,式中，自感：,互感：,3转矩方程式,4机械运动方程式,（1）三相静止坐标系（3s）（2）两相静止坐标系（2s）（3）两相旋转坐标系（2r）,2.3 坐标变换,(1)从三相静止到两相静止坐标系（3s/2s变换）,(2)从两相静止到两相旋转坐标系(2s/2r变换),2.4 两相静止坐标系下的数学模型,电压方程 磁链方程,转矩
3、方程,2.5 两相旋转坐标系下的数学模型,电压方程 磁链方程,转矩方程,-2r坐标系d轴相对定子A相绕组旋转的角度。,-转子a相相对定子A相绕组旋转的角度。,三、异步电机矢量控制,将d轴选为转子磁链方向，则有：(1)转子q轴磁链为0(2)为同步速(3)为转子旋转角速度另外：转子绕组短路 urd=0;urq=0.,电压方程 磁链方程,转矩方程,3.1 转子磁场定向电机模型,经推导整理可得：,(1)转子磁链 其中：(2)电机转矩,3.2 矢量控制基本原理在转子磁场定向的情况下（同步旋转坐标系）转子磁通幅值由定子电流d轴分量 i sd 控制当转子磁通控制恒定时，电机转矩与定子电流q轴分量 i sq 成正比,3.3 矢量控制原理框图,四、实现矢量控制的关键问题,转子磁链观测 转子速度辨识电机参数检测,4.1 转子磁链观测（1）电压模型 其中,（2）电流模型（3）模型参考自适应 如：电压模型与电流模型结合使用,4.2 转速辨识根据所观测转子磁链，可得到转子磁链相位,4.3 电机参数检测（1）定子电阻Rs（2）定子电感Ls（3）转子电阻Rr（4）转子电感 Lr（5）定转子互感Lm,谢谢！,
