第04章 交流傳動(dòng)控制系統(tǒng)1

1、-1-1-1-交直流調(diào)速控制系統(tǒng)交直流調(diào)速控制系統(tǒng) 昆明學(xué)院自動(dòng)控制與機(jī)械工程學(xué)院昆明學(xué)院自動(dòng)控制與機(jī)械工程學(xué)院8632 64 92-2-2-2-第第4章章 交流傳動(dòng)控制系統(tǒng)交流傳動(dòng)控制系統(tǒng)-3-3-3- 主要內(nèi)容主要內(nèi)容-4-4-4-本章要求本章要求 掌握掌握異步電動(dòng)機(jī)的變壓調(diào)速方法異步電動(dòng)機(jī)的變壓調(diào)速方法 熟練掌握熟練掌握異步電動(dòng)機(jī)的變壓變頻調(diào)速方法異步電動(dòng)機(jī)的變壓變頻調(diào)速方法 了解了解繞線式轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的雙饋調(diào)速方法繞線式轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的雙饋調(diào)速方法 熟練掌握熟練掌握同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法-5-5-5- 4.1 異步電動(dòng)機(jī)的變壓控制系統(tǒng)異步電動(dòng)機(jī)的變壓控制系統(tǒng)-6-6

2、-6-4.1.2.1 交流異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路交流異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路 4.1.2 交流異步電動(dòng)機(jī)的變壓控制系統(tǒng)交流異步電動(dòng)機(jī)的變壓控制系統(tǒng)-7-7-7- 由于籠型轉(zhuǎn)子異步電機(jī)應(yīng)用非常廣泛，以下推導(dǎo)都假由于籠型轉(zhuǎn)子異步電機(jī)應(yīng)用非常廣泛，以下推導(dǎo)都假定定Ur=0。 由穩(wěn)態(tài)等效電路可以寫出各穩(wěn)態(tài)電流的關(guān)系式由穩(wěn)態(tài)等效電路可以寫出各穩(wěn)態(tài)電流的關(guān)系式 smrIII（4-7） 一般情況下一般情況下Lm Lls，為推導(dǎo)簡(jiǎn)便可忽略鐵損和勵(lì)磁，為推導(dǎo)簡(jiǎn)便可忽略鐵損和勵(lì)磁電流，即令電流，即令I(lǐng)m =0，則有，則有 ssr222rsssrllUIIRRLLs（4-8）-8-8-8-異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為異

3、步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為 2ppsr2emrer22ms2rssssr33/llnn U RsPRTIsRRLLs（4-9）2emrr3/PI Rsmsp/n電磁功率電磁功率 同步機(jī)械角轉(zhuǎn)速同步機(jī)械角轉(zhuǎn)速 式（式（4-9）就是異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程式。它表明，）就是異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程式。它表明，當(dāng)轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)差率一定時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成當(dāng)轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)差率一定時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比，因此改變定子外加電壓就可以改變機(jī)械特性的函正比，因此改變定子外加電壓就可以改變機(jī)械特性的函數(shù)關(guān)系，從而改變電動(dòng)機(jī)在一定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下的轉(zhuǎn)速數(shù)關(guān)系，從而改變電動(dòng)機(jī)在一定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下的轉(zhuǎn)速 -9-9-9-4.

4、1.2.2 交流異步電動(dòng)機(jī)的變壓調(diào)速方法交流異步電動(dòng)機(jī)的變壓調(diào)速方法 過去改變交流電壓的方法多用自耦變壓器或帶直流勵(lì)過去改變交流電壓的方法多用自耦變壓器或帶直流勵(lì)磁繞組的飽和電抗器，自從電力電子技術(shù)興起以后，這磁繞組的飽和電抗器，自從電力電子技術(shù)興起以后，這些笨重的電磁裝置就被晶閘管交流調(diào)壓器取代了。圖些笨重的電磁裝置就被晶閘管交流調(diào)壓器取代了。圖4-3給出了一個(gè)采用雙向晶閘管組成交流調(diào)壓器給出了一個(gè)采用雙向晶閘管組成交流調(diào)壓器TVC，其主，其主電路分別用電路分別用3個(gè)雙向晶閘管串接在三相電路中。個(gè)雙向晶閘管串接在三相電路中。 其調(diào)壓方式一般采用相位控制模式，由調(diào)壓控制信號(hào)其調(diào)壓方式一般采用相

5、位控制模式，由調(diào)壓控制信號(hào)Uc通過脈沖觸發(fā)電路通過脈沖觸發(fā)電路GT控制控制TVC的輸出交流電壓變化。的輸出交流電壓變化。 此外，如果此外，如果TVC的主電路由可關(guān)斷的開關(guān)器件構(gòu)成，的主電路由可關(guān)斷的開關(guān)器件構(gòu)成，可采用斬控方式來調(diào)節(jié)輸出交流電壓。可采用斬控方式來調(diào)節(jié)輸出交流電壓。 -10-10-10-11-11-11-4.1.2.3 異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速的機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速的機(jī)械特性 將式（將式（4-9）對(duì)）對(duì)s求導(dǎo)，并令求導(dǎo)，并令 ,可求出最大轉(zhuǎn)可求出最大轉(zhuǎn)矩及其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率矩及其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率ed/d0Ts rmax222sssrllRsRLL2psemax222sssssr32lln

6、 UTRRLL（4-10）（4-11）-12-12-12- 由式（由式（4-10）和（）和（4-11）可見，異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速）可見，異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速時(shí)，其電磁轉(zhuǎn)矩時(shí)，其電磁轉(zhuǎn)矩Te及最大轉(zhuǎn)矩及最大轉(zhuǎn)矩Temax隨定子電壓隨定子電壓Us下降成下降成平方比的下降，而最大轉(zhuǎn)差率平方比的下降，而最大轉(zhuǎn)差率smax則保持不變。則保持不變。-13-13-13- 為了能在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載下擴(kuò)大調(diào)速范圍，并使電動(dòng)機(jī)能為了能在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載下擴(kuò)大調(diào)速范圍，并使電動(dòng)機(jī)能在較低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行而不至于過熱，就要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子有在較低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行而不至于過熱，就要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子有較高的阻值，這樣的電動(dòng)機(jī)在變電壓時(shí)機(jī)械特性如圖較高的阻值

7、，這樣的電動(dòng)機(jī)在變電壓時(shí)機(jī)械特性如圖4-5所示。這種電動(dòng)機(jī)又稱作所示。這種電動(dòng)機(jī)又稱作交流力矩電動(dòng)機(jī)交流力矩電動(dòng)機(jī)。 -14-14-14- 綜上分析，采用普通異步電動(dòng)機(jī)的變電壓調(diào)速時(shí)，調(diào)綜上分析，采用普通異步電動(dòng)機(jī)的變電壓調(diào)速時(shí)，調(diào)速范圍很窄，采用高轉(zhuǎn)子電阻的力矩電動(dòng)機(jī)雖然可以增速范圍很窄，采用高轉(zhuǎn)子電阻的力矩電動(dòng)機(jī)雖然可以增大調(diào)速范圍，但其機(jī)械特性又變軟，因而當(dāng)負(fù)載變化時(shí)大調(diào)速范圍，但其機(jī)械特性又變軟，因而當(dāng)負(fù)載變化時(shí)轉(zhuǎn)速波動(dòng)很大。由此說明，開環(huán)控制很難解決這些問題，轉(zhuǎn)速波動(dòng)很大。由此說明，開環(huán)控制很難解決這些問題，為了提高調(diào)速精度需要采用閉環(huán)控制。為了提高調(diào)速精度需要采用閉環(huán)控制。 -15

8、-15-15-1系統(tǒng)組成與工作原理系統(tǒng)組成與工作原理 4.1.3 轉(zhuǎn)速反饋閉環(huán)控制的異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速反饋閉環(huán)控制的異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速系統(tǒng)-16-16-16-2系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)與靜特性系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)與靜特性 根據(jù)系統(tǒng)原理圖，可以畫出如圖根據(jù)系統(tǒng)原理圖，可以畫出如圖4-7a所示的系統(tǒng)靜態(tài)所示的系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)框圖，圖中，結(jié)構(gòu)框圖，圖中，Ks為為GT和和TVC裝置的放大系數(shù)，且裝置的放大系數(shù)，且有有Ks=Us/Uc；Kn為轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)，即為轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)，即Kn=Un/n ；轉(zhuǎn)速調(diào)；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器節(jié)器ASR根據(jù)其采用何種控制策略而定；根據(jù)其采用何種控制策略而定；n =f（Us，Te）由式（由式（4-9）給

9、出，為一非線性函數(shù)。）給出，為一非線性函數(shù)。-17-17-17- 如果采用如果采用PI調(diào)節(jié)器，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí)，調(diào)節(jié)器，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí)，Un*=Un，Te=TL，實(shí)現(xiàn)無靜差控制。系統(tǒng)的靜特性如圖實(shí)現(xiàn)無靜差控制。系統(tǒng)的靜特性如圖4-7b所示。所示。 異步電動(dòng)機(jī)閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)不同于直流電動(dòng)機(jī)閉環(huán)變異步電動(dòng)機(jī)閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)不同于直流電動(dòng)機(jī)閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的地方在于：壓調(diào)速系統(tǒng)的地方在于： 靜特性左右兩邊都有極限，不靜特性左右兩邊都有極限，不能無限延長(zhǎng)，它們是額定電壓能無限延長(zhǎng)，它們是額定電壓UsN下的機(jī)械特性和最小輸下的機(jī)械特性和最小輸出電壓出電壓Usmin下的機(jī)械特性。下的機(jī)械特性。 當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，如果

10、電壓調(diào)當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，如果電壓調(diào)節(jié)到極限值，閉環(huán)系統(tǒng)便失去控制能力，系統(tǒng)的工作點(diǎn)節(jié)到極限值，閉環(huán)系統(tǒng)便失去控制能力，系統(tǒng)的工作點(diǎn)只能沿著極限開環(huán)特性變化。只能沿著極限開環(huán)特性變化。 -18-18-18-3系統(tǒng)近似動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)近似動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖 采用異步電動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)化模型。根據(jù)系統(tǒng)原理圖畫出采用異步電動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)化模型。根據(jù)系統(tǒng)原理圖畫出近似動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)。這里近似動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)。這里ASR采用采用PI調(diào)節(jié)器。按此動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)器。按此動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)，如果已知系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的參數(shù)，可以進(jìn)行系統(tǒng)分析；如如果已知系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的參數(shù)，可以進(jìn)行系統(tǒng)分析；如果給定被控對(duì)象參數(shù)及系統(tǒng)性能指標(biāo)，可以設(shè)計(jì)果給定被控對(duì)象參數(shù)及系統(tǒng)性能指標(biāo)

11、，可以設(shè)計(jì)ASR調(diào)調(diào)節(jié)器參數(shù)以滿足系統(tǒng)要求。節(jié)器參數(shù)以滿足系統(tǒng)要求。 -19-19-19- 對(duì)于小容量異步電動(dòng)機(jī)，只要供電網(wǎng)絡(luò)和變壓器的容對(duì)于小容量異步電動(dòng)機(jī)，只要供電網(wǎng)絡(luò)和變壓器的容量足夠大（一般要求比電機(jī)容量大量足夠大（一般要求比電機(jī)容量大4倍以上），而供電倍以上），而供電線路并不太長(zhǎng)線路并不太長(zhǎng) （起動(dòng)電流造成的瞬時(shí)電壓降落低于（起動(dòng)電流造成的瞬時(shí)電壓降落低于10%15%），可以直接通電起動(dòng)，操作也很簡(jiǎn)便。對(duì)），可以直接通電起動(dòng)，操作也很簡(jiǎn)便。對(duì)于容量大一些的電機(jī)，問題就不這么簡(jiǎn)單了。于容量大一些的電機(jī)，問題就不這么簡(jiǎn)單了。 異步電動(dòng)機(jī)在工頻供電且剛起動(dòng)時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)在工頻供電且剛起動(dòng)時(shí)

12、，s=1ssr222rsssrllUIIRRLLs4.1.4 變壓控制在異步電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)中的應(yīng)用變壓控制在異步電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)中的應(yīng)用-20-20-20-ss_str_st222srssr()llUIIRRLL2ppsr2e_str_str222sssrssr33llnn U RTIRRRLL（4-12）（4-13）2ppsr2emrer22ms2rssssr33/llnn U RsPRTIsRRLLs-21-21-21- 在一般情況下，異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流比較大，而在一般情況下，異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流比較大，而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩并不大，其機(jī)械特性如圖起動(dòng)轉(zhuǎn)矩并不大，其機(jī)械特性如圖4-9所示。所示。 -22-

13、22-22- 對(duì)于一般的籠型電動(dòng)機(jī)，起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩對(duì)其額對(duì)于一般的籠型電動(dòng)機(jī)，起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩對(duì)其額定值的倍數(shù)大約為定值的倍數(shù)大約為 s_stIstsN4 7IKIe_stTsteN0.9 1.3TKT（4-14）（4-15）起動(dòng)電流倍數(shù)：起動(dòng)電流倍數(shù)： 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)： -23-23-23- 由于中、大容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流大，使電網(wǎng)壓降過由于中、大容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流大，使電網(wǎng)壓降過大，會(huì)影響其他用電設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至使該電動(dòng)機(jī)大，會(huì)影響其他用電設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至使該電動(dòng)機(jī)本身根本起動(dòng)不起來。這時(shí)必須采取措施來降低其起動(dòng)本身根本起動(dòng)不起來。這時(shí)必須采取措施來降低其起動(dòng)電

14、流，常用的辦法是降壓起動(dòng)。電流，常用的辦法是降壓起動(dòng)。 由式（由式（4-12）可知，當(dāng)電壓降低時(shí)，起動(dòng)電流將隨電）可知，當(dāng)電壓降低時(shí)，起動(dòng)電流將隨電壓成正比地降低，從而可以避開起動(dòng)電流沖沖擊。但是壓成正比地降低，從而可以避開起動(dòng)電流沖沖擊。但是式（式（4-13）又表明，）又表明， 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，起起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的減小將比起動(dòng)電流的降低更快，降壓起動(dòng)時(shí)會(huì)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的減小將比起動(dòng)電流的降低更快，降壓起動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩夠不夠的問題。出現(xiàn)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩夠不夠的問題。 -24-24-24- 軟起動(dòng)器一般采用晶閘管交流調(diào)壓器，完成起動(dòng)后軟起動(dòng)器一般采用晶閘管交流調(diào)壓器，完成起動(dòng)

15、后可用接觸器旁路晶閘管，以免晶閘管不必要地長(zhǎng)期工作。可用接觸器旁路晶閘管，以免晶閘管不必要地長(zhǎng)期工作。起動(dòng)電流可視起動(dòng)時(shí)所帶負(fù)載的大小進(jìn)行調(diào)整，以獲得起動(dòng)電流可視起動(dòng)時(shí)所帶負(fù)載的大小進(jìn)行調(diào)整，以獲得最佳的起動(dòng)效果。軟起動(dòng)器有幾種常用的控制模式最佳的起動(dòng)效果。軟起動(dòng)器有幾種常用的控制模式 1.電壓控制模式電壓控制模式 電壓控制模式是軟起動(dòng)器的基本控制模式，其起動(dòng)控電壓控制模式是軟起動(dòng)器的基本控制模式，其起動(dòng)控制過程如圖制過程如圖4-10所示。通常設(shè)置兩個(gè)參數(shù)：所示。通常設(shè)置兩個(gè)參數(shù)：起始電壓起始電壓（或起始轉(zhuǎn)矩）及（或起始轉(zhuǎn)矩）及爬坡時(shí)間爬坡時(shí)間。這種控制模式是一種。這種控制模式是一種開環(huán)開環(huán)控

16、制模式控制模式。基于電壓控制模式的軟起動(dòng)器可以直接利用。基于電壓控制模式的軟起動(dòng)器可以直接利用交流變壓器來實(shí)現(xiàn)，主電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且成本低廉，系統(tǒng)交流變壓器來實(shí)現(xiàn)，主電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且成本低廉，系統(tǒng)控制只需設(shè)置不同的調(diào)壓模式，并按一定的時(shí)序給定電控制只需設(shè)置不同的調(diào)壓模式，并按一定的時(shí)序給定電壓指令，控制簡(jiǎn)易方便。壓指令，控制簡(jiǎn)易方便。 -25-25-25-26-26-26- 當(dāng)負(fù)載略重或靜摩擦轉(zhuǎn)矩較大時(shí)，可在電壓控制模式當(dāng)負(fù)載略重或靜摩擦轉(zhuǎn)矩較大時(shí)，可在電壓控制模式上添加突跳起動(dòng)，即在剛起動(dòng)時(shí)給電動(dòng)機(jī)施加很高的電上添加突跳起動(dòng)，即在剛起動(dòng)時(shí)給電動(dòng)機(jī)施加很高的電壓脈沖以縮短起動(dòng)時(shí)間。有些軟起動(dòng)器還可同

17、時(shí)設(shè)定兩壓脈沖以縮短起動(dòng)時(shí)間。有些軟起動(dòng)器還可同時(shí)設(shè)定兩種電壓爬坡速率以適應(yīng)變化的負(fù)載。種電壓爬坡速率以適應(yīng)變化的負(fù)載。 -27-27-27- 2.電流控制模式電流控制模式 由于電動(dòng)機(jī)的輸入阻抗隨轉(zhuǎn)速變化，僅靠電壓控制由于電動(dòng)機(jī)的輸入阻抗隨轉(zhuǎn)速變化，僅靠電壓控制不能很好地限制起動(dòng)電流。為解決這一問題，發(fā)展了不能很好地限制起動(dòng)電流。為解決這一問題，發(fā)展了電流控制模式，軟起動(dòng)器具有電流閉環(huán)控制能力。在電流控制模式，軟起動(dòng)器具有電流閉環(huán)控制能力。在起動(dòng)過程中能控制電流的幅值并保持恒定，其起動(dòng)過起動(dòng)過程中能控制電流的幅值并保持恒定，其起動(dòng)過程如圖程如圖4-12所示。突跳起動(dòng)也適用于電流控制模式所示。突

18、跳起動(dòng)也適用于電流控制模式-28-28-28- 通過控制觸發(fā)角通過控制觸發(fā)角來來控制電流控制電流 ，其中，其中ki為設(shè)為設(shè)定的起動(dòng)電流倍數(shù)，定的起動(dòng)電流倍數(shù)，Ipeak為電流峰值。為電流峰值。當(dāng)當(dāng)I0.95 kiIN時(shí)，時(shí)，按余按余弦規(guī)律遞減。弦規(guī)律遞減。當(dāng)當(dāng)I0.95 kiIN時(shí)，時(shí)，保持保持不變。不變。系數(shù)系數(shù)0.95決定電流幅值決定電流幅值的波動(dòng)范圍的波動(dòng)范圍kiIN0.95kiININ-29-29-29- 3. 轉(zhuǎn)矩控制模式轉(zhuǎn)矩控制模式 在有些應(yīng)用場(chǎng)合如帶式輸送，輸送機(jī)如果承受太大的在有些應(yīng)用場(chǎng)合如帶式輸送，輸送機(jī)如果承受太大的轉(zhuǎn)矩，會(huì)造成皮帶內(nèi)應(yīng)力過大，從而減少皮帶的壽命，轉(zhuǎn)矩，會(huì)造

19、成皮帶內(nèi)應(yīng)力過大，從而減少皮帶的壽命，嚴(yán)重時(shí)甚至拉斷皮帶。這時(shí)候希望軟起動(dòng)器能夠運(yùn)行在嚴(yán)重時(shí)甚至拉斷皮帶。這時(shí)候希望軟起動(dòng)器能夠運(yùn)行在轉(zhuǎn)矩控制模式，使電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩能夠得到某種程度轉(zhuǎn)矩控制模式，使電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩能夠得到某種程度的控制。的控制。-30-30-30- 圖圖4-14是典型的軟起動(dòng)器轉(zhuǎn)矩控制原理框圖，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)是典型的軟起動(dòng)器轉(zhuǎn)矩控制原理框圖，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩控制的關(guān)鍵是要有準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)矩估計(jì)以構(gòu)成閉環(huán)，并設(shè)矩控制的關(guān)鍵是要有準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)矩估計(jì)以構(gòu)成閉環(huán)，并設(shè)置轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器置轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器ATR以消除轉(zhuǎn)矩給定信號(hào)與檢測(cè)信號(hào)的誤以消除轉(zhuǎn)矩給定信號(hào)與檢測(cè)信號(hào)的誤差。較簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)矩估計(jì)是計(jì)算有功功率，扣除定子損耗差

20、。較簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)矩估計(jì)是計(jì)算有功功率，扣除定子損耗后，根據(jù)式后，根據(jù)式 計(jì)算電動(dòng)機(jī)的平均電磁轉(zhuǎn)計(jì)算電動(dòng)機(jī)的平均電磁轉(zhuǎn)矩。矩。 2eacsss3/TPI R-31-31-31- 4.轉(zhuǎn)速控制模式轉(zhuǎn)速控制模式 上述的帶式傳輸機(jī)的最佳解決方案是采用轉(zhuǎn)速閉環(huán)控上述的帶式傳輸機(jī)的最佳解決方案是采用轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的起動(dòng)方案。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖制的起動(dòng)方案。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4-6所示，所示， 通過轉(zhuǎn)速閉環(huán)通過轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制，軟起動(dòng)器能滿足許多應(yīng)用場(chǎng)合的要求，如線性加控制，軟起動(dòng)器能滿足許多應(yīng)用場(chǎng)合的要求，如線性加減速、減速、S形曲線加減速、線性流量控制及形曲線加減速、線性流量控制及S形曲線流量控形曲線流量控制等。制等。 -3

21、2-32-32-內(nèi)容回顧內(nèi)容回顧 1、異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程、異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程 2、異步電動(dòng)機(jī)的變壓調(diào)速方法、異步電動(dòng)機(jī)的變壓調(diào)速方法2ppsr2emrer22ms2rssssr33/llnn U RsPRTIsRRLLs-33-33-33- 3、轉(zhuǎn)速反饋閉環(huán)控制的異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速反饋閉環(huán)控制的異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速系統(tǒng)-34-34-34- 4、系統(tǒng)靜特性、系統(tǒng)靜特性 5、異步電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)的控制模式、異步電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)的控制模式 電壓控制模式電壓控制模式爬坡時(shí)間和起始電壓，開環(huán)爬坡時(shí)間和起始電壓，開環(huán) 電流控制模式電流控制模式控制觸發(fā)角，閉環(huán)控制觸發(fā)角，閉環(huán) 轉(zhuǎn)矩控制模式轉(zhuǎn)矩控

22、制模式轉(zhuǎn)矩估算，閉環(huán)轉(zhuǎn)矩估算，閉環(huán) 轉(zhuǎn)速控制模式轉(zhuǎn)速控制模式轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)速閉環(huán)-35-35-35-4.2 交流異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻控制系統(tǒng)交流異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻控制系統(tǒng)-36-36-36- 交流異步電動(dòng)機(jī)的變壓調(diào)速系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：交流異步電動(dòng)機(jī)的變壓調(diào)速系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便和成本低廉結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便和成本低廉 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 1）由于隨著電壓的降低，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩成平）由于隨著電壓的降低，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩成平方減少，使系統(tǒng)調(diào)速范圍??；方減少，使系統(tǒng)調(diào)速范圍?。?2）系統(tǒng)靜態(tài)模型的非線性，帶來轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)）系統(tǒng)靜態(tài)模型的非線性，帶來轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)困難，影響系統(tǒng)的靜態(tài)精度；困難，影響系統(tǒng)的靜態(tài)

23、精度； 3）系統(tǒng)采用近似動(dòng)態(tài)模型，工作點(diǎn)范圍受限，使）系統(tǒng)采用近似動(dòng)態(tài)模型，工作點(diǎn)范圍受限，使固定調(diào)節(jié)器參數(shù)難以滿足高動(dòng)態(tài)性能的要求。固定調(diào)節(jié)器參數(shù)難以滿足高動(dòng)態(tài)性能的要求。 為克服上述困難，需要采用變壓變頻調(diào)速方法為克服上述困難，需要采用變壓變頻調(diào)速方法-37-37-37- 交流異步電動(dòng)機(jī)的變壓變頻控制系統(tǒng)分兩類：交流異步電動(dòng)機(jī)的變壓變頻控制系統(tǒng)分兩類：基于基于穩(wěn)態(tài)模型的和基于動(dòng)態(tài)模型的。穩(wěn)態(tài)模型的和基于動(dòng)態(tài)模型的。 基于穩(wěn)態(tài)模型基于穩(wěn)態(tài)模型的適用于對(duì)動(dòng)態(tài)性能要求不高的場(chǎng)合，的適用于對(duì)動(dòng)態(tài)性能要求不高的場(chǎng)合，如風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載。如風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載。 基于動(dòng)態(tài)模型基于動(dòng)態(tài)模型的高性能的適用于對(duì)

24、動(dòng)態(tài)性能要求高的高性能的適用于對(duì)動(dòng)態(tài)性能要求高的場(chǎng)合，主要有以下兩種：的場(chǎng)合，主要有以下兩種： 按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制系統(tǒng)按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制系統(tǒng) 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng) -38-38-38-4.2.1 變壓變頻調(diào)速的控制模式及其機(jī)械特性變壓變頻調(diào)速的控制模式及其機(jī)械特性 變壓變頻調(diào)速的基本控制策略需根據(jù)其頻率控制的變壓變頻調(diào)速的基本控制策略需根據(jù)其頻率控制的范圍而定，而實(shí)現(xiàn)基本的控制策略，又可選用不同范圍而定，而實(shí)現(xiàn)基本的控制策略，又可選用不同的控制模式的控制模式 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速分為的調(diào)速分為基速以下基速以下采用保持磁通采用保持磁通恒定條件下的變壓調(diào)速，恒

25、定條件下的變壓調(diào)速，基速以上基速以上采用弱磁升速兩采用弱磁升速兩種控制策略種控制策略 異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速也劃分為變壓變頻調(diào)速也劃分為基頻以下基頻以下調(diào)速和調(diào)速和基頻以上基頻以上調(diào)速兩個(gè)范圍，采用不同的基本控制策略調(diào)速兩個(gè)范圍，采用不同的基本控制策略-39-39-39-4.2.1.1 基本思路基本思路 為了既充分利用鐵心，又不至于使得鐵心飽和，交為了既充分利用鐵心，又不至于使得鐵心飽和，交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速過程中要保持電動(dòng)機(jī)中每極磁通量流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速過程中要保持電動(dòng)機(jī)中每極磁通量為額定值不變。為額定值不變。 不同于他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路獨(dú)立，易于保持其不同于他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路獨(dú)

26、立，易于保持其恒定，如何在交流異步電動(dòng)機(jī)控制中保持磁通恒定是恒定，如何在交流異步電動(dòng)機(jī)控制中保持磁通恒定是實(shí)現(xiàn)變頻變壓調(diào)速的先決條件。實(shí)現(xiàn)變頻變壓調(diào)速的先決條件。-40-40-40- 三相異步電動(dòng)機(jī)定子每相電動(dòng)勢(shì)的有效值與定子頻三相異步電動(dòng)機(jī)定子每相電動(dòng)勢(shì)的有效值與定子頻率和每極氣隙磁通量的關(guān)系如下率和每極氣隙磁通量的關(guān)系如下gssNsm4.44Ef N k（4-16）氣隙磁通在定子每相中氣隙磁通在定子每相中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值 每極氣隙磁通量每極氣隙磁通量 在式（在式（4-16）中）中Ns和和kNs是常數(shù)，因此只要控制好是常數(shù)，因此只要控制好Eg和和fs，便可達(dá)到控制磁通的目

27、的。，便可達(dá)到控制磁通的目的。 對(duì)此需要考慮基頻對(duì)此需要考慮基頻（額定頻率）以下和基頻以上兩種情況。（額定頻率）以下和基頻以上兩種情況。 -41-41-41-4.2.1.2 基頻以下的恒磁通調(diào)速基頻以下的恒磁通調(diào)速 在基頻以下調(diào)速時(shí)，根據(jù)式（在基頻以下調(diào)速時(shí)，根據(jù)式（4-16），要保持），要保持m不不變，當(dāng)定子頻率變，當(dāng)定子頻率fs從額定值從額定值fsN向下調(diào)節(jié)時(shí)，必須同時(shí)向下調(diào)節(jié)時(shí)，必須同時(shí)降低降低Eg，使二者同比例下降，即應(yīng)采用，使二者同比例下降，即應(yīng)采用電動(dòng)勢(shì)頻率比電動(dòng)勢(shì)頻率比為恒值為恒值的控制方式。的控制方式。-42-42-42- 然而，從圖然而，從圖4-15所示的籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)等

28、效電所示的籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)等效電路可見，繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是難以直接控制的，為路可見，繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是難以直接控制的，為達(dá)到這一目的有三種控制模式：達(dá)到這一目的有三種控制模式： 1.恒壓頻比控制模式恒壓頻比控制模式 分析圖分析圖4-15的等效電路可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)的等效電路可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)值較高時(shí)，可以忽略定子繞組的漏阻抗壓降，從而勢(shì)值較高時(shí)，可以忽略定子繞組的漏阻抗壓降，從而認(rèn)為定子相電壓認(rèn)為定子相電壓 ，因此可以采用恒壓頻比的控，因此可以采用恒壓頻比的控制模式，即有制模式，即有sgUEssU常值（4-17）-43-43-43- 恒恒Us/ s控制模式應(yīng)按照如圖控制模式

29、應(yīng)按照如圖4-16所示的控制曲線實(shí)施所示的控制曲線實(shí)施控制。曲線控制。曲線為標(biāo)準(zhǔn)的恒壓頻比控制模式；曲線為標(biāo)準(zhǔn)的恒壓頻比控制模式；曲線為有為有定子壓降補(bǔ)償?shù)暮銐侯l比控制模式，通過外加一個(gè)補(bǔ)償定子壓降補(bǔ)償?shù)暮銐侯l比控制模式，通過外加一個(gè)補(bǔ)償電壓電壓Uco來提高初始定子電壓，以克服低頻時(shí)定子阻抗來提高初始定子電壓，以克服低頻時(shí)定子阻抗上壓降所占比重增加不能忽略的影響。在實(shí)際應(yīng)用中，上壓降所占比重增加不能忽略的影響。在實(shí)際應(yīng)用中，由于負(fù)載的變化，所需補(bǔ)償?shù)亩ㄗ訅航狄膊灰粯?，?yīng)備由于負(fù)載的變化，所需補(bǔ)償?shù)亩ㄗ訅航狄膊灰粯?，?yīng)備有不同斜率的補(bǔ)償曲線，以供選擇。有不同斜率的補(bǔ)償曲線，以供選擇。 -44-4

30、4-44- 采用恒壓頻比控制的系統(tǒng)特性如圖采用恒壓頻比控制的系統(tǒng)特性如圖4-17所示，隨著所示，隨著電壓和頻率的降低，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩有較大的減少，電壓和頻率的降低，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩有較大的減少，因此在低頻時(shí)需要加定子電壓補(bǔ)償。但是即便如此，因此在低頻時(shí)需要加定子電壓補(bǔ)償。但是即便如此，恒壓頻比控制模式在低頻時(shí)帶負(fù)載的能力仍然有限，恒壓頻比控制模式在低頻時(shí)帶負(fù)載的能力仍然有限，使其調(diào)速范圍受到限制并影響系統(tǒng)性能。使其調(diào)速范圍受到限制并影響系統(tǒng)性能。 -45-45-45-（4-19） 2.恒定子電動(dòng)勢(shì)頻比控制模式恒定子電動(dòng)勢(shì)頻比控制模式 再次分析圖再次分析圖4-15的異步電動(dòng)機(jī)的等效電路，可以發(fā)

31、現(xiàn)：的異步電動(dòng)機(jī)的等效電路，可以發(fā)現(xiàn)：假如能夠進(jìn)一步提高定子電壓，完全補(bǔ)償定子阻抗的壓假如能夠進(jìn)一步提高定子電壓，完全補(bǔ)償定子阻抗的壓降，就能實(shí)現(xiàn)恒定子電動(dòng)勢(shì)頻比的控制模式，即有降，就能實(shí)現(xiàn)恒定子電動(dòng)勢(shì)頻比的控制模式，即有g(shù)sE常值（4-18）gr222rsr lEIRLs轉(zhuǎn)子電流：轉(zhuǎn)子電流：-46-46-46-代入電磁轉(zhuǎn)矩關(guān)系式，可得代入電磁轉(zhuǎn)矩關(guān)系式，可得 2pg2srrerp2222ssrsr33lnEsRRTInsRsL（4-20）在式（在式（4-20）中對(duì)）中對(duì)s求導(dǎo)，并令求導(dǎo)，并令dTe/ds=0，可得最大，可得最大轉(zhuǎn)矩及對(duì)應(yīng)的最大轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)矩及對(duì)應(yīng)的最大轉(zhuǎn)差率(臨界轉(zhuǎn)差率臨界轉(zhuǎn)差率

32、) rmaxsr lRsL2gemaxpsr312lETnL（4-21）（4-22）-47-47-47-根據(jù)式（根據(jù)式（4-20）、（）、（4-21）和（）和（4-22）畫出的的機(jī)械）畫出的的機(jī)械特性如圖特性如圖4-18所示所示rmaxsr lRsLsmax與定子頻率與定子頻率 s成反比成反比2gemaxpsr312lETnL最大轉(zhuǎn)矩因最大轉(zhuǎn)矩因Eg/ s保持恒值保持恒值而不變，這說明特性曲線而不變，這說明特性曲線應(yīng)從額定曲線平行下移應(yīng)從額定曲線平行下移-48-48-48- 采用恒采用恒Eg/fs控制控制模式的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)模式的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能優(yōu)于恒壓頻性能優(yōu)于恒壓頻比控制模式，這比控制模式，這也正是

33、在恒壓頻也正是在恒壓頻比控制模式中采比控制模式中采用定子壓降補(bǔ)償用定子壓降補(bǔ)償所帶來的好處。所帶來的好處。-49-49-49- 3.恒轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)頻比控制模式恒轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)頻比控制模式 進(jìn)一步研究圖進(jìn)一步研究圖4-15的等效電路，可以設(shè)想如果能夠通的等效電路，可以設(shè)想如果能夠通過某種方式直接控制轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)，使其按照恒轉(zhuǎn)子電動(dòng)過某種方式直接控制轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)，使其按照恒轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)頻比進(jìn)行控制，即有勢(shì)頻比進(jìn)行控制，即有rsE常值（4-23）rrr/EIRs轉(zhuǎn)子電流：轉(zhuǎn)子電流：（4-24）-50-50-50-而電磁轉(zhuǎn)矩則變?yōu)槎姶呸D(zhuǎn)矩則變?yōu)?2p2srrerpssr33nsRETInsR（4-25） 由式（

34、由式（4-25）可知，當(dāng)采用恒）可知，當(dāng)采用恒 Er/ s 控制模式時(shí)，異控制模式時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性Te=f（s）變?yōu)榫€性關(guān)系，）變?yōu)榫€性關(guān)系， 其特性其特性曲線如圖曲線如圖4-19所示，是一條下斜的直線，獲得與直流所示，是一條下斜的直線，獲得與直流電動(dòng)機(jī)相同的穩(wěn)態(tài)性能。這也正是高性能交流調(diào)速系電動(dòng)機(jī)相同的穩(wěn)態(tài)性能。這也正是高性能交流調(diào)速系統(tǒng)想要達(dá)到的目標(biāo)。統(tǒng)想要達(dá)到的目標(biāo)。-51-51-51-52-52-52- 比較三種控制模式比較三種控制模式 1) 恒恒Us/ s控制模式控制模式最容易實(shí)現(xiàn)，但系統(tǒng)性能一般，最容易實(shí)現(xiàn)，但系統(tǒng)性能一般，調(diào)速范圍有限，適用于對(duì)調(diào)速要求不

35、太高的場(chǎng)合，比調(diào)速范圍有限，適用于對(duì)調(diào)速要求不太高的場(chǎng)合，比如：風(fēng)機(jī)、水泵的節(jié)能控制等；如：風(fēng)機(jī)、水泵的節(jié)能控制等； 2) 恒恒Eg/ s控制模式控制模式因其定子壓降得到完全補(bǔ)償，在因其定子壓降得到完全補(bǔ)償，在調(diào)速過程中最大轉(zhuǎn)矩保持不變，系統(tǒng)性能優(yōu)于前者，調(diào)速過程中最大轉(zhuǎn)矩保持不變，系統(tǒng)性能優(yōu)于前者，但其機(jī)械特性還是非線性的，輸出轉(zhuǎn)矩的能力仍受一但其機(jī)械特性還是非線性的，輸出轉(zhuǎn)矩的能力仍受一定限制；定限制； 3) 恒恒Er/ s控制模式控制模式能獲得與直流電動(dòng)機(jī)一樣的線性能獲得與直流電動(dòng)機(jī)一樣的線性機(jī)械特性，其動(dòng)靜態(tài)性能優(yōu)越，適用于各種高性能要機(jī)械特性，其動(dòng)靜態(tài)性能優(yōu)越，適用于各種高性能要求的

36、電力傳動(dòng)場(chǎng)合，但其控制相對(duì)復(fù)雜。求的電力傳動(dòng)場(chǎng)合，但其控制相對(duì)復(fù)雜。 如何實(shí)現(xiàn)恒如何實(shí)現(xiàn)恒Er / s控制控制采用矢量控制方法采用矢量控制方法 -53-53-53-4.2.1.3 基頻以上的恒壓變頻調(diào)速基頻以上的恒壓變頻調(diào)速 在基頻在基頻fsN以上變頻調(diào)速時(shí)，由于定子電壓不宜超過其以上變頻調(diào)速時(shí)，由于定子電壓不宜超過其額定電壓長(zhǎng)期運(yùn)行，額定電壓長(zhǎng)期運(yùn)行， 因此一般需采取因此一般需采取Us=UsN不變的控制不變的控制策略。這時(shí)機(jī)械特性方程式及最大轉(zhuǎn)矩方程式應(yīng)寫成策略。這時(shí)機(jī)械特性方程式及最大轉(zhuǎn)矩方程式應(yīng)寫成2reps2222ssrssr3llsRTn UsRRsLL2emaxps222sssss

37、r312llTn URRLL（4-26）（4-27）-54-54-54- 由式（由式（4-26）和（）和（4-27）可知）可知Te及及Temax近似與定子近似與定子角頻率角頻率 s成反比。當(dāng)成反比。當(dāng) s提高時(shí)，同步轉(zhuǎn)速隨之提高，提高時(shí)，同步轉(zhuǎn)速隨之提高，最大轉(zhuǎn)矩減小，機(jī)械特性上移，而形狀基本不變，最大轉(zhuǎn)矩減小，機(jī)械特性上移，而形狀基本不變，如圖如圖4-20所示。由于頻率提高而電壓不變，氣隙磁通所示。由于頻率提高而電壓不變，氣隙磁通勢(shì)必減弱，導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩的減小，但轉(zhuǎn)速卻升高了，可勢(shì)必減弱，導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩的減小，但轉(zhuǎn)速卻升高了，可以認(rèn)為輸出功率基本不變。所以基頻以上變頻調(diào)速以認(rèn)為輸出功率基本不變。所以基頻

38、以上變頻調(diào)速屬于弱磁恒功率調(diào)速。屬于弱磁恒功率調(diào)速。 -55-55-55-56-56-56-4.2.1.4 基頻以下和基頻以上的配合控制基頻以下和基頻以上的配合控制 如果采用籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)大范圍的調(diào)速，如果采用籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)大范圍的調(diào)速，需要基頻以下和基頻以上的配合控制，其控制策略需要基頻以下和基頻以上的配合控制，其控制策略是：是： 1）在基頻以下，以保持磁通恒定為目標(biāo)，采用變）在基頻以下，以保持磁通恒定為目標(biāo)，采用變壓變頻協(xié)調(diào)控制；壓變頻協(xié)調(diào)控制； 2）在基頻以上，以保持定子電壓恒定為目標(biāo)，采）在基頻以上，以保持定子電壓恒定為目標(biāo)，采用恒壓變頻控制。用恒壓變頻控制。-57-5

39、7-57- 配合控制的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特性如圖配合控制的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特性如圖4-21所示，基頻以下變所示，基頻以下變壓變頻控制時(shí)，其磁通保持恒定，轉(zhuǎn)矩也恒定，屬于壓變頻控制時(shí)，其磁通保持恒定，轉(zhuǎn)矩也恒定，屬于恒恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速轉(zhuǎn)矩調(diào)速性質(zhì)；基頻以上恒壓變頻控制時(shí)，其磁通減小，性質(zhì)；基頻以上恒壓變頻控制時(shí)，其磁通減小，轉(zhuǎn)矩也減小，但功率保持不變，屬于弱磁轉(zhuǎn)矩也減小，但功率保持不變，屬于弱磁恒功率調(diào)速恒功率調(diào)速性性質(zhì)。這與他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的配合控制相似。質(zhì)。這與他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的配合控制相似。-58-58-58-1系統(tǒng)組成與控制原理系統(tǒng)組成與控制原理 轉(zhuǎn)速開環(huán)的交流調(diào)速系統(tǒng)由電壓型轉(zhuǎn)速開環(huán)的交流調(diào)速系統(tǒng)由電壓型PWM變

40、頻器作變頻器作為供電電源，采用恒為供電電源，采用恒Us/ s控制模式?？刂颇Ｊ?。 4.2.2 轉(zhuǎn)速開環(huán)恒壓頻比控制的調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速開環(huán)恒壓頻比控制的調(diào)速系統(tǒng) 函數(shù)發(fā)生器函數(shù)發(fā)生器FG產(chǎn)生由恒產(chǎn)生由恒Us/ s控制曲線決定控制曲線決定的的U*s 電壓發(fā)生器電壓發(fā)生器VG根據(jù)根據(jù)Us和和s計(jì)算三相電壓計(jì)算三相電壓給定信號(hào)給定信號(hào)-59-59-59- 轉(zhuǎn)速開環(huán)的恒壓頻比控制調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)速開環(huán)的恒壓頻比控制調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于控制，采用通用變頻器選結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于控制，采用通用變頻器選型方便，價(jià)格低廉，系統(tǒng)可靠。型方便，價(jià)格低廉，系統(tǒng)可靠。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：由于是開環(huán)控制，系

41、統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)性能有限，由于是開環(huán)控制，系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)性能有限，適用于對(duì)調(diào)速指標(biāo)要求不太高的場(chǎng)合，比如風(fēng)機(jī)適用于對(duì)調(diào)速指標(biāo)要求不太高的場(chǎng)合，比如風(fēng)機(jī)和泵類負(fù)載的節(jié)能控制等。和泵類負(fù)載的節(jié)能控制等。 2應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例-風(fēng)機(jī)、水泵節(jié)能控制風(fēng)機(jī)、水泵節(jié)能控制 能源和環(huán)境是目前全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展中倍受關(guān)注的兩大能源和環(huán)境是目前全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展中倍受關(guān)注的兩大問題。電氣傳動(dòng)系統(tǒng)是能源的消耗大戶，據(jù)報(bào)道，問題。電氣傳動(dòng)系統(tǒng)是能源的消耗大戶，據(jù)報(bào)道，我國(guó)發(fā)電總量的我國(guó)發(fā)電總量的60%以上是通過電動(dòng)機(jī)消耗的。風(fēng)以上是通過電動(dòng)機(jī)消耗的。風(fēng)機(jī)和泵類是長(zhǎng)期以來最為常用的生產(chǎn)設(shè)備，其電氣機(jī)和泵類是長(zhǎng)期以來最為常用的生產(chǎn)設(shè)備，其電氣

42、傳動(dòng)裝置的容量約占工業(yè)電氣傳動(dòng)總?cè)萘康膫鲃?dòng)裝置的容量約占工業(yè)電氣傳動(dòng)總?cè)萘康?0%。-60-60-60- 傳統(tǒng)上，風(fēng)機(jī)和泵類的電氣傳動(dòng)裝置多采用恒速控傳統(tǒng)上，風(fēng)機(jī)和泵類的電氣傳動(dòng)裝置多采用恒速控制，其電氣傳動(dòng)系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，一般采用三相交流母制，其電氣傳動(dòng)系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，一般采用三相交流母線供電、電器控制、籠型異步電動(dòng)機(jī)恒速傳動(dòng)。通常線供電、電器控制、籠型異步電動(dòng)機(jī)恒速傳動(dòng)。通常做工廠設(shè)計(jì)時(shí)，按生產(chǎn)中可能需要的最大風(fēng)量與流量做工廠設(shè)計(jì)時(shí)，按生產(chǎn)中可能需要的最大風(fēng)量與流量選擇風(fēng)機(jī)和泵，并留有一定的裕量。拖動(dòng)風(fēng)機(jī)和泵類選擇風(fēng)機(jī)和泵，并留有一定的裕量。拖動(dòng)風(fēng)機(jī)和泵類的電動(dòng)機(jī)實(shí)際傳動(dòng)功率為的電動(dòng)機(jī)實(shí)際傳動(dòng)

43、功率為 mPQH（4-28）功率系數(shù)功率系數(shù) 風(fēng)機(jī)的風(fēng)量或水泵的流量風(fēng)機(jī)的風(fēng)量或水泵的流量 -61-61-61-H為風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓或水泵的揚(yáng)程，且有為風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓或水泵的揚(yáng)程，且有 2001HHHQ（4-29） H0為風(fēng)機(jī)和水泵流量為零時(shí)的揚(yáng)程，即有為風(fēng)機(jī)和水泵流量為零時(shí)的揚(yáng)程，即有Q=0時(shí)，時(shí)，H=H0。 在實(shí)際生產(chǎn)中，由于電動(dòng)機(jī)恒速運(yùn)行，工作在滿在實(shí)際生產(chǎn)中，由于電動(dòng)機(jī)恒速運(yùn)行，工作在滿速，只能通過擋板或閥門來調(diào)節(jié)風(fēng)量和流量。風(fēng)機(jī)速，只能通過擋板或閥門來調(diào)節(jié)風(fēng)量和流量。風(fēng)機(jī)和泵類負(fù)載采用恒速拖動(dòng)的工作特性曲線如圖和泵類負(fù)載采用恒速拖動(dòng)的工作特性曲線如圖4-23a所示所示 -62-62-62- （

44、1）采用恒速控制，運(yùn)行于）采用恒速控制，運(yùn)行于額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速 曲線曲線C1，擋板或閥門全部打，擋板或閥門全部打開，輸出的風(fēng)量或流量為開，輸出的風(fēng)量或流量為QA，風(fēng)壓或揚(yáng)程為風(fēng)壓或揚(yáng)程為HA 曲線曲線C2，將擋板或閥門部分，將擋板或閥門部分關(guān)閉，輸出的風(fēng)量或流量為關(guān)閉，輸出的風(fēng)量或流量為QB，風(fēng)壓或揚(yáng)程為，風(fēng)壓或揚(yáng)程為HB 存在的問題存在的問題：雖然：雖然Q減小，減小，但是但是H增加，電動(dòng)機(jī)的輸出增加，電動(dòng)機(jī)的輸出功率變化不大，能源利用率功率變化不大，能源利用率降低降低 如何提高能源利用率？如何提高能源利用率？mPQH-63-63-63- （2）采用調(diào)速控制）采用調(diào)速控制 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速減小到電動(dòng)

45、機(jī)轉(zhuǎn)速減小到n，風(fēng)，風(fēng)量和流量為量和流量為QA =QB QA 風(fēng)壓或揚(yáng)程同時(shí)降為風(fēng)壓或揚(yáng)程同時(shí)降為HA HA 結(jié)論結(jié)論：采用調(diào)速控制可：采用調(diào)速控制可以減少輸出功率，實(shí)現(xiàn)以減少輸出功率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能節(jié)能mPQH-64-64-64-內(nèi)容回顧內(nèi)容回顧 1、基頻以下的恒磁通調(diào)速、基頻以下的恒磁通調(diào)速 1) 恒恒Us/ s控制模式控制模式最容易實(shí)現(xiàn)，但系統(tǒng)性能一般，最容易實(shí)現(xiàn)，但系統(tǒng)性能一般，調(diào)速范圍有限調(diào)速范圍有限 2) 恒恒Eg/ s控制模式控制模式因其定子壓降得到完全補(bǔ)償，在因其定子壓降得到完全補(bǔ)償，在調(diào)速過程中最大轉(zhuǎn)矩保持不變，系統(tǒng)性能優(yōu)于前者，調(diào)速過程中最大轉(zhuǎn)矩保持不變，系統(tǒng)性能優(yōu)于前者，但其機(jī)

46、械特性還是非線性的，輸出轉(zhuǎn)矩的能力仍受但其機(jī)械特性還是非線性的，輸出轉(zhuǎn)矩的能力仍受一定限制一定限制 3) 恒恒Er/ s控制模式控制模式能獲得與直流電動(dòng)機(jī)一樣的線性能獲得與直流電動(dòng)機(jī)一樣的線性機(jī)械特性，其動(dòng)靜態(tài)性能優(yōu)越，適用于各種高性能機(jī)械特性，其動(dòng)靜態(tài)性能優(yōu)越，適用于各種高性能要求的電力傳動(dòng)場(chǎng)合，但其控制相對(duì)復(fù)雜要求的電力傳動(dòng)場(chǎng)合，但其控制相對(duì)復(fù)雜-65-65-65- 2、基頻以上的恒壓變頻調(diào)速、基頻以上的恒壓變頻調(diào)速-66-66-66- 3、基頻以下和基頻以上的配合控制、基頻以下和基頻以上的配合控制-67-67-67- 4、轉(zhuǎn)速開環(huán)恒壓頻比控制的調(diào)速系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速開環(huán)恒壓頻比控制的調(diào)速系統(tǒng)-6

47、8-68-68- 5、風(fēng)機(jī)、水泵節(jié)能控制、風(fēng)機(jī)、水泵節(jié)能控制mPQH-69-69-69-4.2.3 轉(zhuǎn)速閉環(huán)恒定子電動(dòng)勢(shì)頻比控制的調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速閉環(huán)恒定子電動(dòng)勢(shì)頻比控制的調(diào)速系統(tǒng) 為了克服開環(huán)控制的不足，提高系統(tǒng)性能，需引入為了克服開環(huán)控制的不足，提高系統(tǒng)性能，需引入轉(zhuǎn)速反饋控制。轉(zhuǎn)速反饋控制。 1系統(tǒng)組成和控制原理系統(tǒng)組成和控制原理 系統(tǒng)仍選用電壓型系統(tǒng)仍選用電壓型PWM變頻器作為異步電動(dòng)機(jī)的供變頻器作為異步電動(dòng)機(jī)的供電電源，變壓變頻采取恒電電源，變壓變頻采取恒Eg/ s控制模式，并引入了控制模式，并引入了轉(zhuǎn)速反饋。轉(zhuǎn)速反饋。 SE-70-70-70- 2轉(zhuǎn)差頻率控制策略轉(zhuǎn)差頻率控制策略 （1

48、）恒）恒Eg/ s控制算法控制算法 利用函數(shù)發(fā)生器或算法實(shí)現(xiàn)恒利用函數(shù)發(fā)生器或算法實(shí)現(xiàn)恒Eg / s控制模式，即控制模式，即gsE常值（4-30）其目的是為了保持異步電動(dòng)機(jī)定子氣隙磁通其目的是為了保持異步電動(dòng)機(jī)定子氣隙磁通 m恒定。恒定。 -71-71-71- （2）轉(zhuǎn)差頻率限幅控制）轉(zhuǎn)差頻率限幅控制 由于調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能取決于對(duì)轉(zhuǎn)矩控制的能力，由于調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能取決于對(duì)轉(zhuǎn)矩控制的能力，類似于直流電動(dòng)機(jī)利用控制電樞電流來控制電磁轉(zhuǎn)矩的類似于直流電動(dòng)機(jī)利用控制電樞電流來控制電磁轉(zhuǎn)矩的思路，考慮到采用恒思路，考慮到采用恒Eg/ s控制模式，根據(jù)式（控制模式，根據(jù)式（4-20）計(jì)）計(jì)算電磁轉(zhuǎn)矩

49、算電磁轉(zhuǎn)矩2gsrep2222srsr3lEsRTnRsLsgssNsmsNsmssNsm14.444.4422Ef N kN kN k-72-72-72-222srepsNsm2222rsr32lsRTn N kRsL22mpsNs32Kn N kssls2sremm2222rsrllRTKRsL（4-32）-73-73-73- 當(dāng)電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，因當(dāng)電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，因s值很小，值很小， sl也很小，這時(shí)可也很小，這時(shí)可以認(rèn)為以認(rèn)為 slLlrRr，則轉(zhuǎn)矩公式可以近似為，則轉(zhuǎn)矩公式可以近似為 2semmrlTKR（4-33） 式（式（4-33）表明，當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)在）表明，當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)在s

50、值很小的穩(wěn)態(tài)值很小的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行范圍內(nèi)，如果能夠保持定子氣隙磁通運(yùn)行范圍內(nèi)，如果能夠保持定子氣隙磁通 m不變，不變， 其電磁轉(zhuǎn)矩其電磁轉(zhuǎn)矩Te與轉(zhuǎn)差角頻率與轉(zhuǎn)差角頻率 sl成正比。成正比。 這意味著在這意味著在異步電動(dòng)機(jī)中控制異步電動(dòng)機(jī)中控制 sl，就象在直流電動(dòng)機(jī)中控制電樞，就象在直流電動(dòng)機(jī)中控制電樞電流一樣，能夠達(dá)到間接控制轉(zhuǎn)矩的目的。電流一樣，能夠達(dá)到間接控制轉(zhuǎn)矩的目的。 -74-74-74- 為了控制為了控制 sl，在系統(tǒng)中設(shè)置轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，在系統(tǒng)中設(shè)置轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR，其，其輸出作為轉(zhuǎn)差給定信號(hào)輸出作為轉(zhuǎn)差給定信號(hào) *sl；為限制異步電動(dòng)機(jī)在穩(wěn)；為限制異步電動(dòng)機(jī)在穩(wěn)態(tài)范圍內(nèi)運(yùn)行，設(shè)置態(tài)范圍

51、內(nèi)運(yùn)行，設(shè)置ST飽和限幅，使得轉(zhuǎn)差角頻率飽和限幅，使得轉(zhuǎn)差角頻率 sl在限幅范圍內(nèi)與電磁轉(zhuǎn)矩在限幅范圍內(nèi)與電磁轉(zhuǎn)矩Te成正比，并對(duì)式（成正比，并對(duì)式（4-32）取取dTe/d sl =0，求取最大轉(zhuǎn)差，求取最大轉(zhuǎn)差 slmax作為限幅值，即作為限幅值，即有有 rs maxrllRL（4-34）-75-75-75- 這樣就可以通過轉(zhuǎn)差控制來控制轉(zhuǎn)矩，并能基本這樣就可以通過轉(zhuǎn)差控制來控制轉(zhuǎn)矩，并能基本保持保持Te與與 sl成正比，其作用就象在直流調(diào)速系統(tǒng)中成正比，其作用就象在直流調(diào)速系統(tǒng)中用電樞電流控制轉(zhuǎn)矩相似。因此，基于轉(zhuǎn)差頻率控用電樞電流控制轉(zhuǎn)矩相似。因此，基于轉(zhuǎn)差頻率控制的異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)

52、調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能得到制的異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能得到了改善。了改善。 必須指出，必須指出，上述轉(zhuǎn)差頻率控制規(guī)律是在保持上述轉(zhuǎn)差頻率控制規(guī)律是在保持 m恒恒定的前提下獲得的，而采用恒定的前提下獲得的，而采用恒Eg/ s控制就是為了達(dá)控制就是為了達(dá)到保持到保持 m恒定的目的。恒定的目的。 -76-76-76- 如果系統(tǒng)中如果系統(tǒng)中ASR采用采用PI調(diào)節(jié)器，可以實(shí)現(xiàn)無靜差調(diào)調(diào)節(jié)器，可以實(shí)現(xiàn)無靜差調(diào)速，使系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度有較大的提高。又因采用了恒速，使系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度有較大的提高。又因采用了恒定子電動(dòng)勢(shì)頻比控制模式，即滿足恒定子電動(dòng)勢(shì)頻比控制模式，即滿足恒Eg/ s控制特性，控制特性， 因此

53、，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能如圖因此，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能如圖4-18所示，其輸出的最大所示，其輸出的最大轉(zhuǎn)矩在調(diào)速過程中保持不變，具有低頻帶負(fù)載的能力，轉(zhuǎn)矩在調(diào)速過程中保持不變，具有低頻帶負(fù)載的能力，擴(kuò)大了調(diào)速范圍。擴(kuò)大了調(diào)速范圍。 然而，盡管轉(zhuǎn)速閉環(huán)恒定子電動(dòng)勢(shì)頻比控制的調(diào)速然而，盡管轉(zhuǎn)速閉環(huán)恒定子電動(dòng)勢(shì)頻比控制的調(diào)速系統(tǒng)具有較好的動(dòng)、靜態(tài)性能，但是還不能完全達(dá)到系統(tǒng)具有較好的動(dòng)、靜態(tài)性能，但是還不能完全達(dá)到直流雙閉環(huán)系統(tǒng)的水平，具有一定的局限性。其主要直流雙閉環(huán)系統(tǒng)的水平，具有一定的局限性。其主要原因在于：原因在于：-77-77-77- 1）采用）采用FG實(shí)現(xiàn)恒實(shí)現(xiàn)恒Eg/ s控制算法依賴于定子壓降補(bǔ)償控

54、制算法依賴于定子壓降補(bǔ)償U(kuò)*co，但其大小與定子電流有關(guān)，因此固定的，但其大小與定子電流有關(guān)，因此固定的U*co設(shè)置設(shè)置會(huì)帶來補(bǔ)償誤差；會(huì)帶來補(bǔ)償誤差； 2）轉(zhuǎn)差頻率控制的系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)是基于穩(wěn)態(tài)模型）轉(zhuǎn)差頻率控制的系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)是基于穩(wěn)態(tài)模型的，因此保持恒定只有在系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí)成立，在動(dòng)態(tài)過程的，因此保持恒定只有在系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí)成立，在動(dòng)態(tài)過程中的變化會(huì)影響系統(tǒng)的實(shí)際動(dòng)態(tài)性能；中的變化會(huì)影響系統(tǒng)的實(shí)際動(dòng)態(tài)性能； 3）在頻率控制環(huán)節(jié)，定子頻率由轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)差頻率合）在頻率控制環(huán)節(jié)，定子頻率由轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)差頻率合成，即成，即 *s= r+ *sl，但是由于轉(zhuǎn)速檢測(cè)的誤差會(huì)造成頻，但是由于轉(zhuǎn)速檢測(cè)的誤差會(huì)造成頻率

55、控制信號(hào)的誤差。率控制信號(hào)的誤差。 如果需要進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能，則應(yīng)采用動(dòng)態(tài)模型來如果需要進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能，則應(yīng)采用動(dòng)態(tài)模型來描述系統(tǒng)，并設(shè)法采用恒描述系統(tǒng)，并設(shè)法采用恒Er/ s控制模式，控制模式， 這是矢量控這是矢量控制要解決的問題。制要解決的問題。-78-78-78-4.2.4 按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制系統(tǒng)按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制系統(tǒng) 異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，是一個(gè)高階、非線性、異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，是一個(gè)高階、非線性、強(qiáng)耦合的多變量系統(tǒng)，雖然通過坐標(biāo)變換有所簡(jiǎn)化，強(qiáng)耦合的多變量系統(tǒng)，雖然通過坐標(biāo)變換有所簡(jiǎn)化，但其非線性和多變量的性質(zhì)沒有改變。但其非線性和多變量的性質(zhì)沒有改變。

56、為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化系統(tǒng)模型，使之易于控制并提高性為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化系統(tǒng)模型，使之易于控制并提高性能，許多專家學(xué)者進(jìn)行了不懈的努力，終于在上世能，許多專家學(xué)者進(jìn)行了不懈的努力，終于在上世紀(jì)紀(jì)70年代初提出了矢量控制（年代初提出了矢量控制（VC）概念，其后經(jīng)過）概念，其后經(jīng)過不斷發(fā)展，基于矢量控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)成為今天不斷發(fā)展，基于矢量控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)成為今天高性能交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制的主流方案之一。高性能交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制的主流方案之一。-79-79-79- 1矢量控制系統(tǒng)的解耦模型矢量控制系統(tǒng)的解耦模型 由第由第2章的交流電動(dòng)機(jī)建模理論，當(dāng)兩相旋轉(zhuǎn)章的交流電動(dòng)機(jī)建模理論，當(dāng)兩相旋轉(zhuǎn)d-q坐標(biāo)坐標(biāo)系的旋

57、轉(zhuǎn)速度等于定子供電頻率且取系的旋轉(zhuǎn)速度等于定子供電頻率且取d軸沿著轉(zhuǎn)子磁鏈軸沿著轉(zhuǎn)子磁鏈的方向時(shí)，就稱為的方向時(shí)，就稱為按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，按轉(zhuǎn)，按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型如下子磁場(chǎng)定向的異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型如下msdsssdrss sqrpp(290)LuRLiL iL mmsdsssdrdss sqsrqrrpp(285)LLuRLiL iLL 2msr1LL L 電機(jī)的漏磁系數(shù)電機(jī)的漏磁系數(shù) -80-80-80-msqsssq1s sdsrrp(291)LuRLiL iLmmsqsssqrqss sdsrdrrpp(286)LLuRLiL iLL

58、mrsdr(292)1pLiTmrdsdrdrqrr10p(287)slLiTT （4-35）勵(lì)磁電流分量勵(lì)磁電流分量-81-81-81-mepr sqr(293)LTniLe() (289)mrd sqrq spdrLTiiLn（4-36）電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩分量分量-82-82-82- 式（式（4-35）表明：）表明： 轉(zhuǎn)子磁鏈僅由定子電流勵(lì)磁分量轉(zhuǎn)子磁鏈僅由定子電流勵(lì)磁分量isd產(chǎn)生，與轉(zhuǎn)矩分產(chǎn)生，與轉(zhuǎn)矩分量量isq無關(guān)，即定子電流的勵(lì)磁分量與轉(zhuǎn)矩分量是解無關(guān)，即定子電流的勵(lì)磁分量與轉(zhuǎn)矩分量是解耦的耦的 r與與isd之間的關(guān)系是一階慣性環(huán)節(jié)，其時(shí)間常數(shù)為之間的關(guān)系是一階慣性環(huán)節(jié)，其時(shí)間常數(shù)為

59、轉(zhuǎn)子磁鏈勵(lì)磁時(shí)間常數(shù)轉(zhuǎn)子磁鏈勵(lì)磁時(shí)間常數(shù)Tr 如果能保持轉(zhuǎn)子磁鏈恒定，則電磁轉(zhuǎn)矩就由定子電如果能保持轉(zhuǎn)子磁鏈恒定，則電磁轉(zhuǎn)矩就由定子電流轉(zhuǎn)矩分量流轉(zhuǎn)矩分量isq控制，這與直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩由電樞控制，這與直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩由電樞電流控制相仿電流控制相仿mrsdr(292)1pLiT（4-35）-83-83-83- 式（式（4-35）、式（）、式（4-36）構(gòu)成按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量）構(gòu)成按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制基本方程式，按照這組基本方程式，以電流為主要控制基本方程式，按照這組基本方程式，以電流為主要變量，可建立如圖變量，可建立如圖4-25所示的異步電動(dòng)機(jī)的矢量變換與所示的異步電動(dòng)機(jī)的矢量變換與電流

60、解耦模型。電流解耦模型。 -84-84-84- 圖中異步電動(dòng)機(jī)模型通過矢量變換，將定子電流解圖中異步電動(dòng)機(jī)模型通過矢量變換，將定子電流解耦成耦成isd和和isq兩個(gè)分量，如果轉(zhuǎn)子磁鏈保持恒定，則系統(tǒng)兩個(gè)分量，如果轉(zhuǎn)子磁鏈保持恒定，則系統(tǒng)被分成被分成Te（ r）和）和r兩個(gè)子系統(tǒng)，就象直流電動(dòng)機(jī)分兩個(gè)子系統(tǒng)，就象直流電動(dòng)機(jī)分為勵(lì)磁和電樞兩個(gè)子系統(tǒng)一樣，因而又稱為等效直流為勵(lì)磁和電樞兩個(gè)子系統(tǒng)一樣，因而又稱為等效直流電動(dòng)機(jī)模型。電動(dòng)機(jī)模型。 2矢量控制系統(tǒng)的基本思想和解決方案矢量控制系統(tǒng)的基本思想和解決方案 由圖由圖4-25的異步電動(dòng)機(jī)的電流解耦模型可見，通過的異步電動(dòng)機(jī)的電流解耦模型可見，通過坐