第五章 基于稳态模型的异步动机调速系统(电力拖动自动控制系统)第五章 基于稳态模型的异步电动机调速系统(电力拖动自动控制系统)第五章 基于稳态模型的异步电动机调速系统(电力拖动自动控制系统)第五章 基于稳态模型的异步电动机调速系统(电力拖动自动控制系统).ppt

2.三相异步电动机的仿真 图6-23　三相电流闭环控制的矢量控制系统结构图 2.三相异步电动机的仿真 图6-24　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 2.三相异步电动机的仿真 图6-25　转矩闭环控制的矢量控制系统结构图 2.三相异步电动机的仿真 图6-26　转矩闭环的矢量控制系统原理框图 2.三相异步电动机的仿真 图6-27　带除法环节的矢量控制系统结构图 2.三相异步电动机的仿真 图6-28　带除法环节的矢量控制系统原理框图 1.计算转子磁链的电流模型 (1)在αβ坐标系上计算转子磁链的电流模型(2)在mt坐标系上计算转子磁链的电流模型 (1)在αβ坐标系上计算转子磁链的电流模型 图6-29　在αβ坐标系上计算转子磁链的电流模型 (2)在mt坐标系上计算转子磁链的电流模型 图6-30　在mt坐标系上计算转子磁链的电流模型 2.计算转子磁链的电压模型 1)用定子电流转矩分量i*和转子磁链ψ*计算转差频率给定信号ω*，即2)定子电流励磁分量给定信号i*和转子磁链给定信号ψ*之间的关系是靠 2.计算转子磁链的电压模型 图6-31　计算转子磁链的电压模型 2.计算转子磁链的电压模型 图6-32　磁链开环转差型矢量控制系统 第一节1.系统结构2.起动过程3.加载过程第二节1.磁链方程2.电压方程3.转矩方程4.运动方程第三节1.异步电动机三相原始模型的非线性强耦合性 2.异步电动机三相原始模型的非独立性 第五章 图5-42　按恒值控制的=f()特性 图5-43　定子电压补偿恒/控制的电压-频率特性 1.系统结构 图5-44　转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统结构原理图 2.起动过程 与直流调速系统相似，起动过程可分为转矩上升、恒转矩升速与转速调节三个阶段：在恒转矩升速阶段内，转速调节器ASR不参与调节，相当于转速开环，在正反馈内环的作用下，保持加速度恒定；转速超调后，ASR退出饱和，进入转速调节阶段，最后达到稳态。 3.加载过程 1)转差频率控制系统是基于异步电动机稳态模型的，所谓的“保持磁通Φm恒定”的结论也只在稳态情况下才能成立。2)Us=f(ω1,Is)函数关系中只抓住了定子电流的幅值，没有控制到电流的相位，而在动态中电流的相位也是影响转矩变化的因素。3)在频率控制环节中，取ω1=ωs+ω，使频率ω1得以与转速ω同步升降，这本是转差频率控制的优点。 3.加载过程 图5-45　转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统静态特性 4)不考虑频率变化和温度变化对绕组电阻的影响。 图6-1　三相异步电动机的物理模型 1.异步电动机三相原始模型的非线性强耦合性 从6.2.1节分析的异步电动机三相动态模型可见，非线性耦合在电压方程、磁链方程与转矩方程中都有体现。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。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，由于定转子间的相对运动，导致其夹角θ不断变化，使得互感矩阵Lsr和Lrs均为非线性变参数矩阵。所有这些，都使异步电动机成为高阶、非线性、强耦合的多变量系统。 2.异步电动机三相原始模型的非独立性 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 2.异步电动机三相原始模型的非独立性 图6-3　三相坐标系和两相坐标系物理模型 2.异步电动机三相原始模型的非独立性 图6-4　静止两相正交坐标系和旋转正交坐标系的物理模型 2.异步电动机三相原始模型的非独立性 图6-5　三相坐标系和两相正交坐标系中的磁动势矢量 2.异步电动机三相原始模型的非独立性 图6-6　静止两相正交坐标系和旋转正交坐标系中的磁动势矢量 1.定子绕组和转子绕组的3/2变换 对静止的定子三相绕组和旋转的转子三相绕组进行相同的3/2变换，变换后的定子两相正交坐标系αβ静止，而转子两相正交坐标系α′β′则以ω的角速度逆时针旋转，如图6-7a所示 2.静止两相正交坐标系中的矩阵方程 图6-7　定子αβ、转子α′β′坐标系到静止两相正交坐标系的变换a)定子αβ、转子α′β′坐标系　 b)静止两相正交坐标系 2.静止两相正交坐标系中的矩阵方程 图6-8　定子αβ、转子α′β′坐标系到旋转正交坐标系的变换a)定子αβ、转子α′β′坐标系　b)旋转正交坐标系 1. dq坐标系中的状态方程 图6-9　以ω--为状态变量在dq坐标系中的动态结构图 2. αβ坐标系中的状态方程 图6-10　以ω--为状态变量在αβ坐标系中的动态结构图 1. dq坐标系中的状态方程 图6-11　以ω--为状态变量在dq坐标系中的动态结构图 2. αβ坐标系中的状态方程 图6-12　以ω--为状态变量在αβ坐标系中的动态结构图 1