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News center異步電機(jī)的VC 原理 |
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作者:admin 來源:本站 發(fā)表時間:2012/10/15 9:21:04 點(diǎn)擊:4119
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異步電機(jī)的VC 思想是根據(jù)電機(jī)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型,利用矢量變換方法,將異步電機(jī)模擬成直流電機(jī),從而獲得良好的控制性能。它以轉(zhuǎn)子磁鏈為參考坐標(biāo)( 即將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的d 軸放置在轉(zhuǎn)子磁場方向) ,首先通過靜止坐標(biāo)系到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系間的坐標(biāo)變換,將定子電流分解成產(chǎn)生磁鏈的勵磁分量和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩分量,并使兩分量相互獨(dú)立而解耦; 然后分別對磁鏈和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行獨(dú)立控制; 最后通過坐標(biāo)變換將兩個獨(dú)立的直流控制量還原為交流時變量來控制電機(jī)。 由于異步電機(jī)在靜止坐標(biāo)系abc 下的數(shù)學(xué)模型比較復(fù)雜,需要通過兩次坐標(biāo)變換來簡化異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。這兩次坐標(biāo)變換分別是指三相靜止坐標(biāo)系abc 與兩相靜止坐標(biāo)系 αβ 之間的變換( 簡稱3s /2s 變換) 、兩相靜止坐標(biāo)系 αβ 與兩相同步旋轉(zhuǎn)dq 坐標(biāo)系之間的變換( 簡稱2s/2r 變換) 。 通過以上變換可得到在dq 坐標(biāo)系下電機(jī)的電壓、磁鏈和轉(zhuǎn)矩的數(shù)學(xué)模型,它們分別為:
公式1234 當(dāng)把轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系dq 坐標(biāo)系磁鏈定向在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系mt 坐標(biāo)系的m 軸時( 此時dq 與mt 兩坐標(biāo)系重合,即d = m、q = t) ,應(yīng)有:
公式5 由此可得電機(jī)VC 解耦控制方程為:
公式67 以上各式中: 下標(biāo)s、r、d、q、m、t 分別為定子、轉(zhuǎn)子、d軸、q 軸、m 軸、t 軸; p = d/dt 為微分算子; Rs、Rr分別為定子、轉(zhuǎn)子電阻; Lm、Ls、Lr分別為定轉(zhuǎn)子間互感、定子繞組電感和轉(zhuǎn)子繞組電感; ω1、ωs和 ωr分別為定子頻率的同步轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速; θ 為轉(zhuǎn)子磁鏈角; usd、usq和urd、urq分別為d、q 軸定子電壓和d、q 軸轉(zhuǎn)子電壓;isd、isq和ird、irq分別為d、q 軸定子電流和d、q 軸轉(zhuǎn)子電流; ψsd、ψsq和 ψrd、ψrq分別為d、q 軸定子磁鏈和d、q 軸轉(zhuǎn)子磁鏈; ψrm、ψrt分別為m、t 軸轉(zhuǎn)子磁鏈; np為極對數(shù); Tr為轉(zhuǎn)子時間常數(shù); J 為機(jī)組轉(zhuǎn)動慣量; Te、Tm分別為電磁轉(zhuǎn)矩、負(fù)載轉(zhuǎn)矩; F 為阻轉(zhuǎn)矩摩擦系數(shù)。 由式( 6) 和式( 7) 可以看出,轉(zhuǎn)子磁鏈 ψr只由定子電流勵磁分量isd決定。當(dāng)轉(zhuǎn)子磁鏈 ψr達(dá)到穩(wěn)態(tài)并保持不變時,電磁轉(zhuǎn)矩Te只由定子電流轉(zhuǎn)矩分量isq決定,此時磁鏈 ψr與轉(zhuǎn)矩Te分別由isd和isq獨(dú)立控制,實(shí)現(xiàn)了磁鏈和轉(zhuǎn)矩的解耦。只要根據(jù)被控系統(tǒng)的性能要求合理確定isd和isq,就能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩Te的瞬時控制和轉(zhuǎn)速ωr的高精度跟蹤。 轉(zhuǎn)載請注明:工業(yè)自動化 中國工控網(wǎng) |
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