dq坐標(biāo)變換數(shù)學(xué)原理

1、第第 3 章章高動(dòng)態(tài)性能變頻調(diào)速系統(tǒng)高動(dòng)態(tài)性能變頻調(diào)速系統(tǒng)3.2 坐標(biāo)變換和動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的簡(jiǎn)化坐標(biāo)變換和動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的簡(jiǎn)化 上節(jié)中雖已推導(dǎo)出異步電機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)上節(jié)中雖已推導(dǎo)出異步電機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，但是，要分析和求解這組非線性學(xué)模型，但是，要分析和求解這組非線性方程顯然是十分困難的。在實(shí)際應(yīng)用中必方程顯然是十分困難的。在實(shí)際應(yīng)用中必須設(shè)法予以簡(jiǎn)化，簡(jiǎn)化的基本方法是須設(shè)法予以簡(jiǎn)化，簡(jiǎn)化的基本方法是坐標(biāo)坐標(biāo)變換變換。 一、一、 坐標(biāo)變換的基本思路坐標(biāo)變換的基本思路 直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型比較簡(jiǎn)單：直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型比較簡(jiǎn)單： 雖然電樞本身是旋轉(zhuǎn)的，但其繞組通過(guò)換向器電雖然電樞本身是旋轉(zhuǎn)的，但其繞組通過(guò)換

2、向器電刷接到端接板上，因此，電樞磁動(dòng)勢(shì)的軸線始終被電刷接到端接板上，因此，電樞磁動(dòng)勢(shì)的軸線始終被電刷限定在刷限定在 q 軸位置上，其效果好象一個(gè)在軸位置上，其效果好象一個(gè)在 q 軸上靜止軸上靜止的繞組一樣。的繞組一樣。 主磁通主磁通 的方向沿著與之垂直的的方向沿著與之垂直的 d 軸；軸；直流電機(jī)直流電機(jī)的主磁通基本上唯一地由勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流決定的主磁通基本上唯一地由勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流決定，這是直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型及其控制系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單的根這是直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型及其控制系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單的根本原因。本原因。 交流電機(jī)的物理模型交流電機(jī)的物理模型 如果能將交流電機(jī)的物理模型等效地變換成類(lèi)如果能將交流電機(jī)的

3、物理模型等效地變換成類(lèi)似直流電機(jī)的模式，分析和控制就可以大大簡(jiǎn)化。似直流電機(jī)的模式，分析和控制就可以大大簡(jiǎn)化。坐標(biāo)變換正是按照這條思路進(jìn)行的。坐標(biāo)變換正是按照這條思路進(jìn)行的。 眾所周知，交流電機(jī)三相對(duì)稱(chēng)的靜止繞組眾所周知，交流電機(jī)三相對(duì)稱(chēng)的靜止繞組 A 、B 、C ，通以三相平衡的正弦電流時(shí)，所產(chǎn)生的合成，通以三相平衡的正弦電流時(shí)，所產(chǎn)生的合成磁動(dòng)勢(shì)是旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)磁動(dòng)勢(shì)是旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)F，它在空間呈正弦分布，以同，它在空間呈正弦分布，以同步轉(zhuǎn)速步轉(zhuǎn)速 1 （即電流的角頻率）順著（即電流的角頻率）順著 A-B-C 的相序的相序旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)。 （1）交流電機(jī)繞組的等效物理模型ABCABCiAiBiCF1圖

4、a 三相交流繞組 旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生 然而，旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)并不一定非要三相不然而，旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)并不一定非要三相不可，除單相以外，二相、三相、四相等任意可，除單相以外，二相、三相、四相等任意對(duì)稱(chēng)的多相繞組，通以平衡的多相電流，都對(duì)稱(chēng)的多相繞組，通以平衡的多相電流，都能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，當(dāng)然以?xún)上嘧顬楹?jiǎn)單。能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，當(dāng)然以?xún)上嘧顬楹?jiǎn)單。 在這里，不同電機(jī)模型彼此在這里，不同電機(jī)模型彼此等效的原則等效的原則是：是：在不同坐標(biāo)下所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)完全一致在不同坐標(biāo)下所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)完全一致。 （2）等效的兩相交流電機(jī)繞組Fii1圖B 兩相交流繞組 兩相靜止繞組兩相靜止繞組 和和 ，它，它們?cè)诳臻g互差們?cè)诳臻g互

5、差90，通以時(shí)間，通以時(shí)間上互差上互差90的兩相平衡交流電的兩相平衡交流電流，也產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)流，也產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì) F 。 當(dāng)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)大小和當(dāng)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)大小和轉(zhuǎn)速都相等時(shí)，即認(rèn)為圖轉(zhuǎn)速都相等時(shí)，即認(rèn)為圖b的的兩相繞組與圖兩相繞組與圖a的三相繞組等的三相繞組等效。效。 （3）旋轉(zhuǎn)的直流繞組與等效直流電機(jī)模型1FdqimitMT圖c 旋轉(zhuǎn)的直流繞組 再看圖再看圖c中的兩個(gè)匝數(shù)相等且互相垂直的繞中的兩個(gè)匝數(shù)相等且互相垂直的繞組組 d 和和 q，其中分別通以直流電流，其中分別通以直流電流 id 和和iq，產(chǎn)，產(chǎn)生合成磁動(dòng)勢(shì)生合成磁動(dòng)勢(shì) F ，其位置相對(duì)于繞組來(lái)說(shuō)是固，其位置相對(duì)于繞組來(lái)說(shuō)是固

6、定的。定的。 如果讓包含兩個(gè)繞組在內(nèi)的整個(gè)鐵心以同步如果讓包含兩個(gè)繞組在內(nèi)的整個(gè)鐵心以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，則磁動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，則磁動(dòng)勢(shì) F 自然也隨之旋轉(zhuǎn)起來(lái)，自然也隨之旋轉(zhuǎn)起來(lái)，成為旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。成為旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。 把這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的大小和轉(zhuǎn)速也控制成與把這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的大小和轉(zhuǎn)速也控制成與圖圖 a 和圖和圖 b 中的磁動(dòng)勢(shì)一樣，那么這套旋轉(zhuǎn)的直中的磁動(dòng)勢(shì)一樣，那么這套旋轉(zhuǎn)的直流繞組也就和前面兩套固定的交流繞組都等效了。流繞組也就和前面兩套固定的交流繞組都等效了。當(dāng)觀察者也站到鐵心上和繞組一起旋轉(zhuǎn)時(shí)，在他當(dāng)觀察者也站到鐵心上和繞組一起旋轉(zhuǎn)時(shí)，在他看來(lái)，看來(lái)，d 和和 q 是兩個(gè)通以直流而相互垂直的靜止是

7、兩個(gè)通以直流而相互垂直的靜止繞組。繞組。 如果控制磁通的位置在如果控制磁通的位置在 d 軸上，就和直流電軸上，就和直流電機(jī)物理模型沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)別了。這時(shí)，繞組機(jī)物理模型沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)別了。這時(shí)，繞組d相當(dāng)于勵(lì)磁繞組，相當(dāng)于勵(lì)磁繞組，q 相當(dāng)于偽靜止的電樞繞組。相當(dāng)于偽靜止的電樞繞組。 有意思的是：就圖有意思的是：就圖c 的的 M、T 兩個(gè)繞組而兩個(gè)繞組而言，當(dāng)觀察者站在地面看上去，它們是與三言，當(dāng)觀察者站在地面看上去，它們是與三相交流繞組等效的旋轉(zhuǎn)直流繞組；如果跳到相交流繞組等效的旋轉(zhuǎn)直流繞組；如果跳到旋轉(zhuǎn)著的鐵心上看，它們就的的確確是一個(gè)旋轉(zhuǎn)著的鐵心上看，它們就的的確確是一個(gè)直流電機(jī)模型了

8、。這樣，通過(guò)坐標(biāo)系的變換，直流電機(jī)模型了。這樣，通過(guò)坐標(biāo)系的變換，可以找到與交流三相繞組等效的直流電機(jī)?？梢哉业脚c交流三相繞組等效的直流電機(jī)模型。型。 現(xiàn)在的問(wèn)題是，現(xiàn)在的問(wèn)題是，如何求出如何求出iA、iB 、iC 與與 i 、i 和和 im、it 之間準(zhǔn)確的等效關(guān)系，這就是之間準(zhǔn)確的等效關(guān)系，這就是坐標(biāo)變換坐標(biāo)變換的任務(wù)的任務(wù)。 2. 三相三相-兩相變換（兩相變換（3/2變換）變換） 現(xiàn)在先考慮上述的第一種坐標(biāo)變換現(xiàn)在先考慮上述的第一種坐標(biāo)變換在三相靜止繞組在三相靜止繞組A、B、C和兩相靜和兩相靜止繞組止繞組 、 之間的變換，或稱(chēng)三相靜止之間的變換，或稱(chēng)三相靜止坐標(biāo)系和兩相靜止坐標(biāo)系間的變換

9、，簡(jiǎn)坐標(biāo)系和兩相靜止坐標(biāo)系間的變換，簡(jiǎn)稱(chēng)稱(chēng) 3/2 變換。變換。 三相和兩相坐標(biāo)系與繞組磁動(dòng)勢(shì)的空間矢量 AN2iN3iAN3iCN3iBN2i60o60oCB 為方便起見(jiàn)，取為方便起見(jiàn)，取 A 軸軸和和 軸重合。設(shè)三相繞組軸重合。設(shè)三相繞組每相有效匝數(shù)為每相有效匝數(shù)為N3，兩相，兩相繞組每相有效匝數(shù)為繞組每相有效匝數(shù)為N2，各相磁動(dòng)勢(shì)為有效匝數(shù)與各相磁動(dòng)勢(shì)為有效匝數(shù)與電流的乘積，其空間矢量電流的乘積，其空間矢量均位于有關(guān)相的坐標(biāo)軸上。均位于有關(guān)相的坐標(biāo)軸上。由于交流磁動(dòng)勢(shì)的大小隨由于交流磁動(dòng)勢(shì)的大小隨時(shí)間在變化著，圖中磁動(dòng)時(shí)間在變化著，圖中磁動(dòng)勢(shì)矢量的長(zhǎng)度是隨意的。勢(shì)矢量的長(zhǎng)度是隨意的。 設(shè)

10、磁動(dòng)勢(shì)波形是正弦分布的，當(dāng)三相總磁動(dòng)勢(shì)與設(shè)磁動(dòng)勢(shì)波形是正弦分布的，當(dāng)三相總磁動(dòng)勢(shì)與二相總磁動(dòng)勢(shì)相等時(shí)，兩套繞組瞬時(shí)磁動(dòng)勢(shì)在二相總磁動(dòng)勢(shì)相等時(shí)，兩套繞組瞬時(shí)磁動(dòng)勢(shì)在 、 軸上的投影都應(yīng)相等，軸上的投影都應(yīng)相等， )2121(60cos60cosCBA3C3B3A32iiiNiNiNiNiN)(2360sin60sinCB3C3B32iiNiNiNiN寫(xiě)成矩陣形式，得寫(xiě)成矩陣形式，得CBA232323021211iiiNNii考慮考慮變換前后總功率不變變換前后總功率不變，在此前提下，可以證，在此前提下，可以證明，匝數(shù)比應(yīng)為明，匝數(shù)比應(yīng)為3223NN得CBA232302121132iiiii（3-3

11、7） 令令 C3/2 表示從三相坐標(biāo)系變換到兩相坐標(biāo)系的表示從三相坐標(biāo)系變換到兩相坐標(biāo)系的變換矩陣，則變換矩陣，則 2323021211322/3C（3-38） 三相三相兩相坐標(biāo)系的變換矩陣兩相坐標(biāo)系的變換矩陣 如果三相繞組是如果三相繞組是Y形聯(lián)結(jié)不帶零線，形聯(lián)結(jié)不帶零線，則有則有 iA + iB + iC = 0，或，或 iC = iA iB 。代入式（代入式（3-37）得）得BA221023iiii 按照所采用的條件，電流變換陣也就是電壓按照所采用的條件，電流變換陣也就是電壓變換陣，同時(shí)還可證明，它們也是磁鏈的變換陣變換陣，同時(shí)還可證明，它們也是磁鏈的變換陣。3. 兩相兩相兩相旋轉(zhuǎn)變換（兩

12、相旋轉(zhuǎn)變換（2s/2r變換）變換） 從兩相靜止坐從兩相靜止坐標(biāo)系到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系標(biāo)系 d、q 變換稱(chēng)變換稱(chēng)作兩相作兩相兩相旋轉(zhuǎn)兩相旋轉(zhuǎn)變換，簡(jiǎn)稱(chēng)變換，簡(jiǎn)稱(chēng) 2s/2r 變換，其中變換，其中 s 表示表示靜止，靜止，r 表示旋轉(zhuǎn)。表示旋轉(zhuǎn)。 圖中，兩相交流電流圖中，兩相交流電流 i 、i 和兩個(gè)直流電流和兩個(gè)直流電流 id、iq 產(chǎn)生同樣的以同步轉(zhuǎn)速產(chǎn)生同樣的以同步轉(zhuǎn)速 1旋轉(zhuǎn)的合成磁動(dòng)勢(shì)旋轉(zhuǎn)的合成磁動(dòng)勢(shì) Fs 。由于各繞組匝數(shù)都相等，可以消去磁動(dòng)勢(shì)。由于各繞組匝數(shù)都相等，可以消去磁動(dòng)勢(shì)中的匝數(shù)，直接用電流表示，例如中的匝數(shù)，直接用電流表示，例如 Fs 可以直接可以直接標(biāo)成標(biāo)成

13、is 。 d，q軸和矢量軸和矢量 Fs（ is ）都以轉(zhuǎn)速）都以轉(zhuǎn)速 1 旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)，分量分量 id、iq的長(zhǎng)短不變，相當(dāng)于的長(zhǎng)短不變，相當(dāng)于d，q繞組的直流繞組的直流磁動(dòng)勢(shì)。磁動(dòng)勢(shì)。 但但 、 軸是靜止的，軸是靜止的， 軸與軸與 M 軸的夾角軸的夾角 隨時(shí)間而變化，因此隨時(shí)間而變化，因此 is 在在 、 軸上的分量的長(zhǎng)軸上的分量的長(zhǎng)短也隨時(shí)間變化，相當(dāng)于繞組交流磁動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)短也隨時(shí)間變化，相當(dāng)于繞組交流磁動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值。由圖可見(jiàn)，值。由圖可見(jiàn)， i 、 i 和和 id、iq 之間存在下列之間存在下列關(guān)系關(guān)系 sincosdiiisincosqiii寫(xiě)成矩陣形式，得寫(xiě)成矩陣形式，得 （3-40）

14、 是兩相靜止坐標(biāo)系變換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的變換是兩相靜止坐標(biāo)系變換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的變換陣。陣。 式中式中 兩相旋轉(zhuǎn)兩相旋轉(zhuǎn)兩相靜止坐標(biāo)系的變換矩陣兩相靜止坐標(biāo)系的變換矩陣r2/s2qdcossinsincosiiCiiiicossinsincosr2/s2C 對(duì)式（對(duì)式（3-40）兩邊都左乘以變換陣的逆矩陣，）兩邊都左乘以變換陣的逆矩陣，即得即得 (3-41) qds2/r2qdcossinsincosiiCiiii則兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系變換到兩相靜止坐標(biāo)系的則兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系變換到兩相靜止坐標(biāo)系的變換陣是變換陣是 cossinsincoss2/r2C電壓和磁鏈的旋轉(zhuǎn)變換陣也與電流（磁動(dòng)勢(shì)）電壓和磁鏈

15、的旋轉(zhuǎn)變換陣也與電流（磁動(dòng)勢(shì)）旋轉(zhuǎn)變換陣相同。旋轉(zhuǎn)變換陣相同。 它是指由它是指由d、q軸電流求定子電流和與軸電流求定子電流和與d軸的夾角軸的夾角 1。顯然，其變換式應(yīng)為顯然，其變換式應(yīng)為 2q2dsiiidq1arctanii4.4.直角坐標(biāo)直角坐標(biāo)/極坐標(biāo)變換（極坐標(biāo)變換（K/P變換）變換） 此方法也同樣適用于電壓和磁鏈的變換。此方法也同樣適用于電壓和磁鏈的變換。 變換過(guò)程變換過(guò)程 ABC坐標(biāo)系 坐標(biāo)系dq坐標(biāo)系3/2變換C2s/2r三、異步電動(dòng)機(jī)在三、異步電動(dòng)機(jī)在 、 靜止靜止坐標(biāo)系上的坐標(biāo)系上的 數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型 把異步電機(jī)在三相把異步電機(jī)在三相靜止靜止ABC坐標(biāo)系上的坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型

16、變換到兩相數(shù)學(xué)模型變換到兩相坐標(biāo)系上，由于兩相坐標(biāo)系上，由于兩相坐標(biāo)軸互相垂直，兩坐標(biāo)軸互相垂直，兩相繞組之間沒(méi)有磁的相繞組之間沒(méi)有磁的耦合，僅此一點(diǎn)，就耦合，僅此一點(diǎn)，就會(huì)使數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)單了會(huì)使數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)單了許多。許多。 圖圖3-9 用兩相靜止坐標(biāo)系表示的異步機(jī)等用兩相靜止坐標(biāo)系表示的異步機(jī)等效電路效電路RsLmLmLsLsRsLmLrLmLrRrRr1. 1. 電壓方程電壓方程rrssrrrmmrrrmmmssmssrrss0000iiiipLRLpLLLpLRLpLpLpLRpLpLRuuuu式中，下標(biāo)式中，下標(biāo)s和和r分別表示定子和轉(zhuǎn)子變量；下標(biāo)分別表示定子和轉(zhuǎn)子變量；下標(biāo) 和和 分分別

17、表示別表示 軸和軸和 軸變量軸變量. . msm23LL 坐標(biāo)系定子等效兩相繞組的互感；坐標(biāo)系定子等效兩相繞組的互感；lsmlsmssLLLLL23lrmlrmsrLLLLL232.2.磁鏈方程磁鏈方程rrssrmrmmsmsrrss00000000iiiiLLLLLLLLABC三相坐標(biāo)系的磁鏈方程經(jīng)坐標(biāo)變換簡(jiǎn)化為以下三相坐標(biāo)系的磁鏈方程經(jīng)坐標(biāo)變換簡(jiǎn)化為以下坐標(biāo)系磁鏈方程：坐標(biāo)系磁鏈方程： 在兩相在兩相坐標(biāo)系中，定子和轉(zhuǎn)子的等效繞組落在互相垂坐標(biāo)系中，定子和轉(zhuǎn)子的等效繞組落在互相垂直的兩根軸上，它們之間沒(méi)有耦合關(guān)系，互感磁鏈只在同直的兩根軸上，它們之間沒(méi)有耦合關(guān)系，互感磁鏈只在同軸繞組之間存在

18、，所以式中的每個(gè)磁鏈分量只剩下兩項(xiàng)。軸繞組之間存在，所以式中的每個(gè)磁鏈分量只剩下兩項(xiàng)。 3. 3. 電磁轉(zhuǎn)矩方程電磁轉(zhuǎn)矩方程)(rsrsmpeiiiiLnT)(srsrrmpiiLLn 以上電壓方程、磁鏈方程和電磁轉(zhuǎn)矩方程再加上式以上電壓方程、磁鏈方程和電磁轉(zhuǎn)矩方程再加上式（3-1）運(yùn)動(dòng)方程和式（）運(yùn)動(dòng)方程和式（3-2）轉(zhuǎn)角微分方程構(gòu)成了）轉(zhuǎn)角微分方程構(gòu)成了靜靜止坐標(biāo)系上的異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型。止坐標(biāo)系上的異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型。這種在兩相靜止坐這種在兩相靜止坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型又稱(chēng)作標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型又稱(chēng)作Kron異步電機(jī)方程式或雙軸異步電機(jī)方程式或雙軸原型電機(jī)（原型電機(jī)（Two Axis Primi

19、tive Machine）基本方程式。）基本方程式。4. 異步電機(jī)在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系（異步電機(jī)在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系（dq坐坐 標(biāo)系）上的數(shù)學(xué)模型標(biāo)系）上的數(shù)學(xué)模型 兩相同步旋兩相同步旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系的旋坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)速度等于定子轉(zhuǎn)速度等于定子電源的同步角速電源的同步角速度度 1。用。用dq坐標(biāo)坐標(biāo)系表示的異步電系表示的異步電動(dòng)機(jī)等效電路如動(dòng)機(jī)等效電路如圖圖3-10所示。所示。圖圖3-10 異步電動(dòng)機(jī)在同步旋轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)在同步旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系的坐標(biāo)系的等效電路等效電路idridsudsuqsiqsiqr1LmLmLmLsLsLrLrRsRsrdquqr=0udr=0LmRrRr1.1.電壓方程電壓

20、方程vdq坐標(biāo)系相對(duì)于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角速度為坐標(biāo)系相對(duì)于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角速度為 1 s，即，即轉(zhuǎn)差角速度。式（轉(zhuǎn)差角速度。式（3-46）的電壓方程右邊系數(shù)矩陣的）的電壓方程右邊系數(shù)矩陣的每一項(xiàng)都是非零的，這說(shuō)明異步機(jī)在二相同步旋轉(zhuǎn)每一項(xiàng)都是非零的，這說(shuō)明異步機(jī)在二相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型仍是強(qiáng)耦合的。坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型仍是強(qiáng)耦合的。qrdrqsdsrrrsmmsrsrrmsmmm1sss1m1ms1ssqrdrqsdsiiiipLRLpLLLpLRLpLpLLpLRLLpLLpLRuuuu（3-46）2.磁鏈方程磁鏈方程qrdrqsdsrmrmmsmsqrdrqsds00000000iiiiLLL

21、LLLLL3.3.電磁轉(zhuǎn)矩方程電磁轉(zhuǎn)矩方程 )(qrdsdrqsmpeiiiiLnT 由于由于dq坐標(biāo)系與電動(dòng)機(jī)氣隙磁場(chǎng)同步旋轉(zhuǎn)，彼此之間坐標(biāo)系與電動(dòng)機(jī)氣隙磁場(chǎng)同步旋轉(zhuǎn)，彼此之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)A、B、C坐標(biāo)系中的變量為正弦函數(shù)時(shí)，坐標(biāo)系中的變量為正弦函數(shù)時(shí)，dq坐標(biāo)系中的變量將是直流量，已經(jīng)非常接近直流電動(dòng)坐標(biāo)系中的變量將是直流量，已經(jīng)非常接近直流電動(dòng)機(jī)了。但是，直流電動(dòng)機(jī)的電樞回路和勵(lì)磁回路是解耦機(jī)了。但是，直流電動(dòng)機(jī)的電樞回路和勵(lì)磁回路是解耦的，而異步機(jī)在二相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型仍是的，而異步機(jī)在二相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型仍是強(qiáng)耦合的。強(qiáng)耦合的。 3.3 矢量控制變

22、頻調(diào)速系統(tǒng)矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng) 上一節(jié)中表明，異步電機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型是上一節(jié)中表明，異步電機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型是一個(gè)一個(gè)高階、非線性、強(qiáng)耦合高階、非線性、強(qiáng)耦合的多變量系統(tǒng)，通過(guò)的多變量系統(tǒng)，通過(guò)坐標(biāo)變換，可以使之降階并化簡(jiǎn)，但并沒(méi)有改變坐標(biāo)變換，可以使之降階并化簡(jiǎn)，但并沒(méi)有改變其非線性、多變量的本質(zhì)。其非線性、多變量的本質(zhì)。 需要高動(dòng)態(tài)性能的異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)必須在需要高動(dòng)態(tài)性能的異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)必須在其動(dòng)態(tài)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)多年其動(dòng)態(tài)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)多年的潛心研究和實(shí)踐，有幾種控制方案已經(jīng)獲得了的潛心研究和實(shí)踐，有幾種控制方案已經(jīng)獲得了成功的應(yīng)用，目前應(yīng)用最廣的就是

23、按轉(zhuǎn)子磁鏈定成功的應(yīng)用，目前應(yīng)用最廣的就是按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)。向的矢量控制系統(tǒng)。3.3 矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)本節(jié)提要本節(jié)提要v矢量控制的基本思路矢量控制的基本思路v按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的MT同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的數(shù)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型學(xué)模型v矢量控制基本方程矢量控制基本方程v轉(zhuǎn)速、磁鏈閉環(huán)控制的直接矢量控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速、磁鏈閉環(huán)控制的直接矢量控制系統(tǒng)v轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)模型轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)模型v磁鏈開(kāi)環(huán)轉(zhuǎn)的間接矢量控制系統(tǒng)磁鏈開(kāi)環(huán)轉(zhuǎn)的間接矢量控制系統(tǒng)3.3.1 矢量控制的基本思路矢量控制的基本思路 上節(jié)已經(jīng)闡明，以產(chǎn)生同樣的旋轉(zhuǎn)磁上節(jié)已經(jīng)闡明，以產(chǎn)生同樣的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)

24、為準(zhǔn)則，在三相坐標(biāo)系上的定子交流動(dòng)勢(shì)為準(zhǔn)則，在三相坐標(biāo)系上的定子交流電流電流 iA、 iB 、iC ，通過(guò)三相，通過(guò)三相/兩相變換可以?xún)上嘧儞Q可以等效成兩相靜止坐標(biāo)系上的交流電流等效成兩相靜止坐標(biāo)系上的交流電流 i 、i ，再通過(guò)同步旋轉(zhuǎn)變換，可以等效成同步旋再通過(guò)同步旋轉(zhuǎn)變換，可以等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系上的直流電流轉(zhuǎn)坐標(biāo)系上的直流電流 id 和和 iq 。 如果觀察者站到鐵心上與坐標(biāo)系一起旋如果觀察者站到鐵心上與坐標(biāo)系一起旋轉(zhuǎn)，他所看到的便是一臺(tái)直流電機(jī)，可以控轉(zhuǎn)，他所看到的便是一臺(tái)直流電機(jī)，可以控制使交流電機(jī)的轉(zhuǎn)子總磁通制使交流電機(jī)的轉(zhuǎn)子總磁通 r 就是等效直流就是等效直流電機(jī)的磁通，則電機(jī)

25、的磁通，則M繞組相當(dāng)于直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組相當(dāng)于直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組，繞組，im 相當(dāng)于勵(lì)磁電流，相當(dāng)于勵(lì)磁電流，T 繞組相當(dāng)于偽繞組相當(dāng)于偽靜止的電樞繞組，靜止的電樞繞組，it 相當(dāng)于與轉(zhuǎn)矩成正比的電相當(dāng)于與轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流。樞電流。 既然異步電機(jī)經(jīng)過(guò)坐標(biāo)變換可以等效成直既然異步電機(jī)經(jīng)過(guò)坐標(biāo)變換可以等效成直流電機(jī)，那么，模仿直流電機(jī)的控制策略，得流電機(jī)，那么，模仿直流電機(jī)的控制策略，得到直流電機(jī)的控制量，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的坐標(biāo)反變換，到直流電機(jī)的控制量，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的坐標(biāo)反變換，就能夠控制異步電機(jī)了。就能夠控制異步電機(jī)了。 由于進(jìn)行坐標(biāo)變換的是電流（代表磁動(dòng)勢(shì)）由于進(jìn)行坐標(biāo)變換的是電流（代表磁動(dòng)勢(shì)）的空

26、間矢量，所以這樣通過(guò)坐標(biāo)變換實(shí)現(xiàn)的控的空間矢量，所以這樣通過(guò)坐標(biāo)變換實(shí)現(xiàn)的控制系統(tǒng)就叫作矢量控制系統(tǒng)（制系統(tǒng)就叫作矢量控制系統(tǒng)（Vector Control System）。）。3.3.2 異步電動(dòng)機(jī)在異步電動(dòng)機(jī)在按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的MT同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型v上述是矢量控制的基本思路，其中的上述是矢量控制的基本思路，其中的矢量變換包括三相矢量變換包括三相/兩相變換和同步旋兩相變換和同步旋轉(zhuǎn)變換。在進(jìn)行兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變轉(zhuǎn)變換。在進(jìn)行兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換時(shí)，只規(guī)定了換時(shí)，只規(guī)定了d，q兩軸的相互垂直關(guān)兩軸的相互垂直關(guān)系和與定子頻率同步的旋轉(zhuǎn)速度，并系和

27、與定子頻率同步的旋轉(zhuǎn)速度，并未規(guī)定兩軸與電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相對(duì)位未規(guī)定兩軸與電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相對(duì)位置。置。 n 按轉(zhuǎn)子磁鏈定向按轉(zhuǎn)子磁鏈定向 選擇選擇d軸沿著轉(zhuǎn)子總磁鏈?zhǔn)噶康姆较?，并稱(chēng)軸沿著轉(zhuǎn)子總磁鏈?zhǔn)噶康姆较颍⒎Q(chēng)之為之為 M（Magnetization）軸，而）軸，而 q 軸再逆軸再逆時(shí)針轉(zhuǎn)時(shí)針轉(zhuǎn)90，即垂直于轉(zhuǎn)子總磁鏈?zhǔn)噶?，即垂直于轉(zhuǎn)子總磁鏈?zhǔn)噶?，稱(chēng)之為稱(chēng)之為 T（Torque）軸。）軸。 這樣的兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系就具體規(guī)定這樣的兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系就具體規(guī)定為為 M，T 坐標(biāo)系，即按轉(zhuǎn)子磁鏈定向坐標(biāo)系，即按轉(zhuǎn)子磁鏈定向（Field Orientation）的坐標(biāo)系。）的坐標(biāo)系。異步電動(dòng)機(jī)的坐標(biāo)

28、變換結(jié)構(gòu)圖3/2三相/兩相變換; VR同步旋轉(zhuǎn)變換; M軸與軸（A軸）的夾角 3/2VR 等效直流等效直流電動(dòng)機(jī)模型電動(dòng)機(jī)模型ABC iAiBiCiMiTii異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)把上述等效關(guān)系用結(jié)構(gòu)圖的形式畫(huà)出來(lái)，便得到下圖。把上述等效關(guān)系用結(jié)構(gòu)圖的形式畫(huà)出來(lái)，便得到下圖。從整體上看，輸入為從整體上看，輸入為A，B，C三相電壓，輸出為轉(zhuǎn)速三相電壓，輸出為轉(zhuǎn)速 ，是一臺(tái)異步電機(jī)。從內(nèi)部看，經(jīng)過(guò)是一臺(tái)異步電機(jī)。從內(nèi)部看，經(jīng)過(guò)3/2變換和同步旋轉(zhuǎn)變變換和同步旋轉(zhuǎn)變換，變成一臺(tái)由換，變成一臺(tái)由 iM 和和 iT 輸入，由輸入，由 輸出的直流電機(jī)。輸出的直流電機(jī)。1. 1. 磁鏈方程磁鏈方程 tmTMr

29、mrmmsmstmTM00000000iiiiLLLLLLLL由于由于M軸方向與轉(zhuǎn)子磁鏈軸方向與轉(zhuǎn)子磁鏈 一致，顯然下式成立：則一致，顯然下式成立：則 r，rm0t（3-49） 則則tmTMrmrmmsmsrTM000000000iiiiLLLLLLLL2.2.電壓方程電壓方程 v由轉(zhuǎn)子磁鏈方程可得由轉(zhuǎn)子磁鏈方程可得0mTrtLiLi 將上式帶入式（將上式帶入式（3-46），并改變坐標(biāo)軸符號(hào)可得），并改變坐標(biāo)軸符號(hào)可得 tmTMrrsmsrrmmm1sss1m1ms1sstmTM000iiiiRLLpLRpLpLLpLRLLpLLpLRuuuu 式中，在第三、四行出現(xiàn)的零元素，說(shuō)明多變量之間式

30、中，在第三、四行出現(xiàn)的零元素，說(shuō)明多變量之間的耦合關(guān)系減少了，模型得到了簡(jiǎn)化。的耦合關(guān)系減少了，模型得到了簡(jiǎn)化。 （3-51） 3.3.電磁轉(zhuǎn)矩方程電磁轉(zhuǎn)矩方程 v把把dq坐標(biāo)系下的電磁轉(zhuǎn)矩方程中的下標(biāo)坐標(biāo)系下的電磁轉(zhuǎn)矩方程中的下標(biāo)ds、qs分別替換成分別替換成M、T，下標(biāo)，下標(biāo)dr、qr分別替換成分別替換成m、t就得到就得到MT坐標(biāo)系下的電磁轉(zhuǎn)矩方程：坐標(biāo)系下的電磁轉(zhuǎn)矩方程：)(tMmTmpeiiiiLnT3.3.3 矢量控制基本方程矢量控制基本方程 v在沿轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的在沿轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的M、T同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，對(duì)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，對(duì)于籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，由于轉(zhuǎn)子短路，有于籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)

31、，由于轉(zhuǎn)子短路，有um = ut = 0，則電壓方程可簡(jiǎn)化為，則電壓方程可簡(jiǎn)化為 tmTMrrsmsrrmmm1sss1m1ms1ssTM00000iiiiRLLpLRpLpLLpLRLLpLLpLRuu將電壓方程矩陣的第三行單獨(dú)寫(xiě)出來(lái)，得將電壓方程矩陣的第三行單獨(dú)寫(xiě)出來(lái)，得 v由磁鏈方程（由磁鏈方程（3-49）可得）可得 )(0mrMmmrmrMmmriLiLpiRpiLpiLiRrmMrmLiLi（3-55） 由以上兩式，得由以上兩式，得 rmrM1LpTi即即 Mrmr1ipTL式中，式中， 為轉(zhuǎn)子勵(lì)磁時(shí)間常數(shù)。為轉(zhuǎn)子勵(lì)磁時(shí)間常數(shù)。 rrrRLT 3.3.3 矢量控制基本方程矢量控制基本

32、方程viM被稱(chēng)為定子的勵(lì)磁電流分量。被稱(chēng)為定子的勵(lì)磁電流分量。v由式（由式（3-513-51）可得：）可得： TrmtiLLi 上式說(shuō)明，上式說(shuō)明，M軸按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)方向定向后，與軸按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)方向定向后，與之正交的之正交的T軸上定子電流分量的變化會(huì)立即引起軸上定子電流分量的變化會(huì)立即引起相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流分量的變化，不存在滯后。相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流分量的變化，不存在滯后。 3.3.3 矢量控制基本方程矢量控制基本方程v將上式及式（將上式及式（3-50）代入電磁轉(zhuǎn)矩方程，可得：）代入電磁轉(zhuǎn)矩方程，可得： rTrmpeiLLnT 這個(gè)轉(zhuǎn)矩關(guān)系式很簡(jiǎn)單，同直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩這個(gè)轉(zhuǎn)矩關(guān)系式很簡(jiǎn)單，同直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩公式一

33、樣。此式表明，公式一樣。此式表明， 。iT被稱(chēng)為轉(zhuǎn)矩電流被稱(chēng)為轉(zhuǎn)矩電流分量。分量。 3.3.3 矢量控制基本方程矢量控制基本方程v轉(zhuǎn)差角頻率轉(zhuǎn)差角頻率MTrs1iiT 以上轉(zhuǎn)差角頻率方程式、電磁轉(zhuǎn)矩方程和轉(zhuǎn)以上轉(zhuǎn)差角頻率方程式、電磁轉(zhuǎn)矩方程和轉(zhuǎn)子磁鏈方程就構(gòu)成了按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制子磁鏈方程就構(gòu)成了按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制系統(tǒng)的基本方程式。在實(shí)際控制中，如果能夠?qū)嵪到y(tǒng)的基本方程式。在實(shí)際控制中，如果能夠?qū)崿F(xiàn)電流現(xiàn)電流iM和和iT的完全解耦，異步電動(dòng)機(jī)便可獲得的完全解耦，異步電動(dòng)機(jī)便可獲得類(lèi)似于直流電動(dòng)機(jī)的特性。類(lèi)似于直流電動(dòng)機(jī)的特性。 n 按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的意義按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的意義l式式（3

34、-57）或式或式（3-58）表明，轉(zhuǎn)子磁鏈僅由定子電表明，轉(zhuǎn)子磁鏈僅由定子電流勵(lì)磁分量產(chǎn)生，與轉(zhuǎn)矩分量無(wú)關(guān)，從這個(gè)意義上看，流勵(lì)磁分量產(chǎn)生，與轉(zhuǎn)矩分量無(wú)關(guān)，從這個(gè)意義上看，定子電流的勵(lì)磁分量與轉(zhuǎn)矩分量是解耦的定子電流的勵(lì)磁分量與轉(zhuǎn)矩分量是解耦的。l 式（式（3-57）還表明，）還表明， r 與與 iM之間的傳遞函數(shù)是之間的傳遞函數(shù)是 一階一階慣性環(huán)節(jié)，時(shí)間常數(shù)為轉(zhuǎn)子磁鏈勵(lì)磁時(shí)間常數(shù)，當(dāng)勵(lì)慣性環(huán)節(jié)，時(shí)間常數(shù)為轉(zhuǎn)子磁鏈勵(lì)磁時(shí)間常數(shù)，當(dāng)勵(lì)磁電流分量磁電流分量iM突變時(shí)，突變時(shí)， r 的變化要受到勵(lì)磁慣性的阻的變化要受到勵(lì)磁慣性的阻撓，這和直流電機(jī)勵(lì)磁繞組的慣性作用是一致的。撓，這和直流電機(jī)勵(lì)磁繞組的

35、慣性作用是一致的。 磁 鏈磁 鏈調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)磁鏈磁鏈觀測(cè)觀測(cè) VR-12/3M3測(cè)速測(cè)速ASR*+_*+_+PI-TeTe*iT*iMVSI3.3.4 轉(zhuǎn)速、磁鏈閉環(huán)的直接矢量控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速、磁鏈閉環(huán)的直接矢量控制系統(tǒng) 工作原理工作原理v轉(zhuǎn)速正、反向和弱磁升速。轉(zhuǎn)速正、反向和弱磁升速。v磁鏈給定信號(hào)由函數(shù)發(fā)生程序獲得。磁鏈給定信號(hào)由函數(shù)發(fā)生程序獲得。v變頻調(diào)速系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)關(guān)鍵在于對(duì)電磁轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)關(guān)鍵在于對(duì)電磁轉(zhuǎn)矩的準(zhǔn)確控制，系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出作為電的準(zhǔn)確控制，系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出作為電磁轉(zhuǎn)矩的給定，實(shí)現(xiàn)了電磁轉(zhuǎn)矩的閉環(huán)控制。磁轉(zhuǎn)矩的給定，實(shí)現(xiàn)了電磁轉(zhuǎn)矩的閉環(huán)控制。定子電流轉(zhuǎn)矩

36、分量的參考信號(hào)由轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器的定子電流轉(zhuǎn)矩分量的參考信號(hào)由轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器的輸出給定，相當(dāng)于雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電樞輸出給定，相當(dāng)于雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電樞電流給定；電流給定； 特特 點(diǎn)點(diǎn)v電機(jī)本質(zhì)上是電機(jī)本質(zhì)上是“自控自控” 的。系統(tǒng)的頻率不象在標(biāo)量控制系的。系統(tǒng)的頻率不象在標(biāo)量控制系統(tǒng)中被直接控制，而是借助統(tǒng)中被直接控制，而是借助磁場(chǎng)定向角磁場(chǎng)定向角 (或單位矢量或單位矢量)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了對(duì)相位和頻率的控制。了對(duì)相位和頻率的控制。v不必?fù)?dān)心像標(biāo)量控制那樣在超過(guò)轉(zhuǎn)矩不必?fù)?dān)心像標(biāo)量控制那樣在超過(guò)轉(zhuǎn)矩Tem工作點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)出現(xiàn)工作點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)出現(xiàn)的不穩(wěn)定問(wèn)題。矢量控制通過(guò)限制電流的不穩(wěn)定問(wèn)題。矢量控制通過(guò)限制電流I

37、s( )在安全在安全電流范圍內(nèi)，從而可自動(dòng)將工作點(diǎn)限制在穩(wěn)定區(qū)域。電流范圍內(nèi)，從而可自動(dòng)將工作點(diǎn)限制在穩(wěn)定區(qū)域。v該系統(tǒng)帶有轉(zhuǎn)子磁鏈反饋，優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了磁鏈和轉(zhuǎn)矩的完該系統(tǒng)帶有轉(zhuǎn)子磁鏈反饋，優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了磁鏈和轉(zhuǎn)矩的完全解耦控制，精度高，可用于要求高性能調(diào)速的場(chǎng)合，但全解耦控制，精度高，可用于要求高性能調(diào)速的場(chǎng)合，但系統(tǒng)構(gòu)成和運(yùn)算較復(fù)雜。系統(tǒng)構(gòu)成和運(yùn)算較復(fù)雜。 22smstii3.3.5 轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)模型轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)模型 電壓模型磁鏈觀測(cè)器電壓模型磁鏈觀測(cè)器 利用定子電壓和電流信利用定子電壓和電流信號(hào)重構(gòu)轉(zhuǎn)子磁鏈信號(hào)號(hào)重構(gòu)轉(zhuǎn)子磁鏈信號(hào) 通過(guò)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的定子通過(guò)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的定子電流和轉(zhuǎn)速信號(hào)來(lái)重電流

38、和轉(zhuǎn)速信號(hào)來(lái)重構(gòu)轉(zhuǎn)子磁鏈信號(hào)構(gòu)轉(zhuǎn)子磁鏈信號(hào) 電流模型磁鏈觀測(cè)器電流模型磁鏈觀測(cè)器3.3.6 磁鏈開(kāi)環(huán)的間接矢量控制系統(tǒng)磁鏈開(kāi)環(huán)的間接矢量控制系統(tǒng) 在磁鏈閉環(huán)的直接矢量控制系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)子磁鏈反在磁鏈閉環(huán)的直接矢量控制系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)子磁鏈反饋信號(hào)是由磁鏈模型獲得的，受電機(jī)參數(shù)饋信號(hào)是由磁鏈模型獲得的，受電機(jī)參數(shù) Tr 和和 Lm 變變化的影響，造成控制的不準(zhǔn)確性。化的影響，造成控制的不準(zhǔn)確性。 為避免復(fù)雜的磁鏈觀測(cè)算法及運(yùn)算偏差對(duì)閉環(huán)控制為避免復(fù)雜的磁鏈觀測(cè)算法及運(yùn)算偏差對(duì)閉環(huán)控制的影響，磁鏈開(kāi)環(huán)的間接矢量控制在工業(yè)應(yīng)用中比較的影響，磁鏈開(kāi)環(huán)的間接矢量控制在工業(yè)應(yīng)用中比較流行。流行。常利用矢量控制方程中

39、的轉(zhuǎn)差公式（常利用矢量控制方程中的轉(zhuǎn)差公式（3-61），構(gòu)），構(gòu)成轉(zhuǎn)差型的矢量控制系統(tǒng)。成轉(zhuǎn)差型的矢量控制系統(tǒng)。K/PASRACRmrLpT1CSIp1URrmTL*s*Ti*Mi*r*si*sidL1U1TAM3TG矢量控制器轉(zhuǎn)差頻率矢量控制系統(tǒng)的構(gòu)成轉(zhuǎn)差頻率矢量控制系統(tǒng)的構(gòu)成 系統(tǒng)的主要特點(diǎn)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)（1）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出正比于轉(zhuǎn)矩給定信的輸出正比于轉(zhuǎn)矩給定信號(hào)，實(shí)際上是號(hào)，實(shí)際上是由矢量控制方程式可求出定子電流轉(zhuǎn)矩分量由矢量控制方程式可求出定子電流轉(zhuǎn)矩分量給定信號(hào)給定信號(hào) i*T 和轉(zhuǎn)差頻率給定信號(hào)和轉(zhuǎn)差頻率給定信號(hào) *s，其關(guān)系為，其關(guān)系為 *emprTLnL*e

40、rmpr*TTLnLi*Trrm*siTL3.3.6 磁鏈開(kāi)環(huán)的間接矢量控制系統(tǒng)磁鏈開(kāi)環(huán)的間接矢量控制系統(tǒng)（2）定子電流勵(lì)磁分量給定信號(hào)）定子電流勵(lì)磁分量給定信號(hào) i*M 和轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子磁鏈給定信號(hào)磁鏈給定信號(hào) *r 之間的關(guān)系是靠式（之間的關(guān)系是靠式（3-57）建立的。建立的。rmrM1LpTi （3） i*sm和和i*st 經(jīng)直角坐標(biāo)經(jīng)直角坐標(biāo)/極坐標(biāo)變換器極坐標(biāo)變換器K/P合成合成后，產(chǎn)生定子電流幅值給定信號(hào)后，產(chǎn)生定子電流幅值給定信號(hào) i*s 和相角給定和相角給定信號(hào)信號(hào) *s 。前者經(jīng)電流調(diào)節(jié)器。前者經(jīng)電流調(diào)節(jié)器ACR控制定子電流控制定子電流的大小，后者則控制逆變器換相的時(shí)刻，從而決的

41、大小，后者則控制逆變器換相的時(shí)刻，從而決定定子電流的相位。定子電流相位能否得到及時(shí)定定子電流的相位。定子電流相位能否得到及時(shí)的控制對(duì)于動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩的發(fā)生極為重要。的控制對(duì)于動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩的發(fā)生極為重要。 在動(dòng)態(tài)過(guò)程中，實(shí)際參數(shù)與矢量控制方程中在動(dòng)態(tài)過(guò)程中，實(shí)際參數(shù)與矢量控制方程中所用的參數(shù)可能不一致，例如由于溫度變化和頻所用的參數(shù)可能不一致，例如由于溫度變化和頻率不同而影響轉(zhuǎn)子電阻率不同而影響轉(zhuǎn)子電阻Rr，進(jìn)而影響轉(zhuǎn)子時(shí)間常，進(jìn)而影響轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)數(shù)Tr；由于飽和程度的不同而影響電感等等。那；由于飽和程度的不同而影響電感等等。那么，利用給定的參數(shù)求得的和就會(huì)偏離實(shí)際的數(shù)么，利用給定的參數(shù)求得的和就會(huì)偏離實(shí)

42、際的數(shù)值，在控制中造成磁場(chǎng)定向的不準(zhǔn)確。為了解決值，在控制中造成磁場(chǎng)定向的不準(zhǔn)確。為了解決這個(gè)問(wèn)題，可以采用參數(shù)辨識(shí)和自適應(yīng)控制的方這個(gè)問(wèn)題，可以采用參數(shù)辨識(shí)和自適應(yīng)控制的方法進(jìn)行改進(jìn)。法進(jìn)行改進(jìn)。 UDCM3信號(hào)調(diào)理及濾波驅(qū)動(dòng)單元數(shù)字控制信號(hào)轉(zhuǎn)換A/D顯 示DSP TMS320LF2407A鍵 盤(pán)PWM發(fā)生逆變器光電編碼器轉(zhuǎn)速給定+-矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)硬件電路矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)硬件電路3.3.7 矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) v 為實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)全數(shù)字化矢量控制變頻調(diào)速，系為實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)全數(shù)字化矢量控制變頻調(diào)速，系統(tǒng)采用了統(tǒng)采用了TI公司的公司的TMS320LF2407A

43、DSP為控制為控制核心。系統(tǒng)的內(nèi)環(huán)為電流調(diào)節(jié)環(huán)，采樣周期為核心。系統(tǒng)的內(nèi)環(huán)為電流調(diào)節(jié)環(huán)，采樣周期為100s; ;外環(huán)為速度調(diào)節(jié)環(huán)，采樣周期為外環(huán)為速度調(diào)節(jié)環(huán)，采樣周期為1ms。在。在通用定時(shí)器通用定時(shí)器1下溢中斷處理程序中調(diào)用電流環(huán)調(diào)節(jié)下溢中斷處理程序中調(diào)用電流環(huán)調(diào)節(jié)子程序或速度環(huán)調(diào)節(jié)子程序，并且電流環(huán)中斷優(yōu)子程序或速度環(huán)調(diào)節(jié)子程序，并且電流環(huán)中斷優(yōu)先級(jí)比速度環(huán)中斷優(yōu)先級(jí)高。先級(jí)比速度環(huán)中斷優(yōu)先級(jí)高。 v目前矢量控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)已走向?qū)嵱没壳笆噶靠刂频慕涣髯冾l調(diào)速系統(tǒng)已走向?qū)嵱没?，成功地?yīng)用于軋機(jī)主傳動(dòng)、電力機(jī)車(chē)牽引系統(tǒng)、數(shù)成功地應(yīng)用于軋機(jī)主傳動(dòng)、電力機(jī)車(chē)牽引系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床和電動(dòng)汽車(chē)

44、中?？貦C(jī)床和電動(dòng)汽車(chē)中。 v例如，大功率軋鋼機(jī)主傳動(dòng)要求有很快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)例如，大功率軋鋼機(jī)主傳動(dòng)要求有很快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和相當(dāng)高的過(guò)載能力，一直用直流電機(jī)，由于直流和相當(dāng)高的過(guò)載能力，一直用直流電機(jī)，由于直流電動(dòng)機(jī)的換向器和電刷在大功率方面問(wèn)題較多，而電動(dòng)機(jī)的換向器和電刷在大功率方面問(wèn)題較多，而且維護(hù)工作量大，在且維護(hù)工作量大，在1980年以后逐步用交流異步電年以后逐步用交流異步電動(dòng)機(jī)或同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速代替直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速。動(dòng)機(jī)或同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速代替直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速。應(yīng)用應(yīng)用v冷軋機(jī)的調(diào)速指標(biāo)如下：冷軋機(jī)的調(diào)速指標(biāo)如下：v電動(dòng)機(jī)容量電動(dòng)機(jī)容量 30006000kWv電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 1500r

45、/minv調(diào)速響應(yīng)調(diào)速響應(yīng) 60rad/sv調(diào)速精度調(diào)速精度 0.0004%v力矩控制精度力矩控制精度 2%v20世紀(jì)世紀(jì)80年代，由于電力電子高壓大功率全控型年代，由于電力電子高壓大功率全控型器件器件GTO的問(wèn)世，使變頻器進(jìn)一步小型化、輕量的問(wèn)世，使變頻器進(jìn)一步小型化、輕量化、大功率化。這種新型的變頻器在大功率內(nèi)燃化、大功率化。這種新型的變頻器在大功率內(nèi)燃機(jī)車(chē)和電氣機(jī)車(chē)上的成功應(yīng)用，促進(jìn)了交流傳動(dòng)機(jī)車(chē)和電氣機(jī)車(chē)上的成功應(yīng)用，促進(jìn)了交流傳動(dòng)機(jī)車(chē)更迅速發(fā)展。機(jī)車(chē)更迅速發(fā)展。v我國(guó)廣州地鐵一號(hào)線和北京地鐵三期工程交流傳我國(guó)廣州地鐵一號(hào)線和北京地鐵三期工程交流傳動(dòng)車(chē)輛是分別從日本和德國(guó)引進(jìn)的，均采用

46、動(dòng)車(chē)輛是分別從日本和德國(guó)引進(jìn)的，均采用GTO逆變器。逆變器。3.4 直接轉(zhuǎn)矩控制變頻調(diào)速系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制變頻調(diào)速系統(tǒng)v概概 述述 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng) DTC ( Direct Torque Control) 系統(tǒng)，是繼矢量控制系統(tǒng)系統(tǒng)，是繼矢量控制系統(tǒng)之后發(fā)展起來(lái)的另一種高動(dòng)態(tài)性能的交流之后發(fā)展起來(lái)的另一種高動(dòng)態(tài)性能的交流電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，1985年由德國(guó)年由德國(guó)魯爾大學(xué)魯爾大學(xué)Depenbrock教授提出。由于利用教授提出。由于利用轉(zhuǎn)矩反饋直接控制電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，因而轉(zhuǎn)矩反饋直接控制電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，因而得名。得名。3.4.1 基本思路基本思

47、路v 直接轉(zhuǎn)矩控制是基于在定子坐標(biāo)系下建立直接轉(zhuǎn)矩控制是基于在定子坐標(biāo)系下建立的交流電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型，直接控制電動(dòng)機(jī)的磁的交流電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型，直接控制電動(dòng)機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，并用定子磁鏈定向代替轉(zhuǎn)子磁鏈定鏈和轉(zhuǎn)矩，并用定子磁鏈定向代替轉(zhuǎn)子磁鏈定向。它不需要模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制，所需要向。它不需要模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制，所需要的信號(hào)處理工作比較簡(jiǎn)單。的信號(hào)處理工作比較簡(jiǎn)單。 v 直接轉(zhuǎn)矩控制強(qiáng)調(diào)的是轉(zhuǎn)矩的直接控制效直接轉(zhuǎn)矩控制強(qiáng)調(diào)的是轉(zhuǎn)矩的直接控制效果，因此它并不強(qiáng)調(diào)獲得理想的正弦波波形，果，因此它并不強(qiáng)調(diào)獲得理想的正弦波波形，而是采用電壓空間矢量和近似圓形磁鏈軌跡的而是采用電壓空間矢量和近似圓形磁鏈軌

48、跡的概念。概念。3.4.2 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的原理直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的原理圖3-19 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)原理框圖逆變器異步電動(dòng)機(jī)n 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)pASR的輸出作為電磁轉(zhuǎn)矩的給定信號(hào)；的輸出作為電磁轉(zhuǎn)矩的給定信號(hào)；l設(shè)置轉(zhuǎn)矩控制內(nèi)環(huán)，它可以抑制磁鏈變化對(duì)設(shè)置轉(zhuǎn)矩控制內(nèi)環(huán)，它可以抑制磁鏈變化對(duì)轉(zhuǎn)速子系統(tǒng)的影響，從而使轉(zhuǎn)速和磁鏈子系轉(zhuǎn)速子系統(tǒng)的影響，從而使轉(zhuǎn)速和磁鏈子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了近似的解耦。統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了近似的解耦。p轉(zhuǎn)矩和磁鏈的控制器轉(zhuǎn)矩和磁鏈的控制器 用滯環(huán)控制器或用滯環(huán)控制器或bang-bang控制器取代通常控制器取代通常的的PI調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)器。n 控制特點(diǎn)控制特點(diǎn) 與與VC系統(tǒng)一樣，它也是分別控制異

49、步電動(dòng)系統(tǒng)一樣，它也是分別控制異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和磁鏈，但在具體控制方法上，機(jī)的轉(zhuǎn)速和磁鏈，但在具體控制方法上，DTC系統(tǒng)與系統(tǒng)與VC系統(tǒng)不同的特點(diǎn)是：系統(tǒng)不同的特點(diǎn)是：（1）直接轉(zhuǎn)矩控制基于在）直接轉(zhuǎn)矩控制基于在定子坐標(biāo)系下建立的定子坐標(biāo)系下建立的交流電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型交流電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型，它不需要模仿直流電動(dòng)，它不需要模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制，省掉了矢量旋轉(zhuǎn)變換等復(fù)雜的變換機(jī)的控制，省掉了矢量旋轉(zhuǎn)變換等復(fù)雜的變換與運(yùn)算，因此，它所需要的信號(hào)處理工作比較與運(yùn)算，因此，它所需要的信號(hào)處理工作比較簡(jiǎn)單。簡(jiǎn)單。 2）轉(zhuǎn)矩和磁鏈的控制采用雙位轉(zhuǎn)矩和磁鏈的控制采用雙位式式bang-bang控制器控制器，并在，并在

50、 PWM 逆逆變器中直接用這兩個(gè)控制信號(hào)產(chǎn)生電變器中直接用這兩個(gè)控制信號(hào)產(chǎn)生電壓的壓的SVPWM 波形，從而避開(kāi)了將定波形，從而避開(kāi)了將定子電流分解成轉(zhuǎn)矩和磁鏈分量，省去子電流分解成轉(zhuǎn)矩和磁鏈分量，省去了旋轉(zhuǎn)變換和電流控制，簡(jiǎn)化了控制了旋轉(zhuǎn)變換和電流控制，簡(jiǎn)化了控制器的結(jié)構(gòu)。器的結(jié)構(gòu)。 3）選擇定子磁鏈作為被控量選擇定子磁鏈作為被控量，計(jì)算磁鏈的模，計(jì)算磁鏈的模型可以不受轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響，提高了控制型可以不受轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響，提高了控制系統(tǒng)的魯棒性。系統(tǒng)的魯棒性。 4）由于采用了直接轉(zhuǎn)矩控制，在加減速或負(fù)）由于采用了直接轉(zhuǎn)矩控制，在加減速或負(fù)載變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程中，可以獲得快速的轉(zhuǎn)矩響載變化的

51、動(dòng)態(tài)過(guò)程中，可以獲得快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)，但必須注意限制過(guò)大的沖擊電流，以免損應(yīng)，但必須注意限制過(guò)大的沖擊電流，以免損壞功率開(kāi)關(guān)器件，因此實(shí)際的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)的快速壞功率開(kāi)關(guān)器件，因此實(shí)際的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)的快速性也是有限的。性也是有限的。電壓空間矢量和逆變器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)的選擇電壓空間矢量和逆變器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)的選擇 在圖在圖3-19所示的所示的 DTC 系統(tǒng)中，根據(jù)定子磁鏈系統(tǒng)中，根據(jù)定子磁鏈給定和反饋信號(hào)進(jìn)行砰給定和反饋信號(hào)進(jìn)行砰-砰控制，按控制程序選取電砰控制，按控制程序選取電壓空間矢量的作用順序和持續(xù)時(shí)間。壓空間矢量的作用順序和持續(xù)時(shí)間。v正六邊形的磁鏈軌跡控制正六邊形的磁鏈軌跡控制 如果只要求正六邊形的磁鏈軌

52、跡，則逆變器的如果只要求正六邊形的磁鏈軌跡，則逆變器的控制程序簡(jiǎn)單，主電路開(kāi)關(guān)頻率低，但定子磁鏈偏控制程序簡(jiǎn)單，主電路開(kāi)關(guān)頻率低，但定子磁鏈偏差較大。差較大。 v圓形磁鏈軌跡控制圓形磁鏈軌跡控制 如果要逼近圓形磁鏈軌如果要逼近圓形磁鏈軌跡，則控制程序較復(fù)雜，主跡，則控制程序較復(fù)雜，主電路開(kāi)關(guān)頻率高，定子磁鏈電路開(kāi)關(guān)頻率高，定子磁鏈接近恒定。該系統(tǒng)也可用于接近恒定。該系統(tǒng)也可用于弱磁升速，這時(shí)要設(shè)計(jì)好弱磁升速，這時(shí)要設(shè)計(jì)好*s = f ( *) 函數(shù)發(fā)生程序，函數(shù)發(fā)生程序，以確定不同轉(zhuǎn)速時(shí)的磁鏈給以確定不同轉(zhuǎn)速時(shí)的磁鏈給定值。定值。 DTC系統(tǒng)存在的問(wèn)題系統(tǒng)存在的問(wèn)題1）由于采用）由于采用ban

53、g-bang控制，實(shí)際轉(zhuǎn)矩必然在上控制，實(shí)際轉(zhuǎn)矩必然在上下限內(nèi)脈動(dòng)，而不是完全恒定的。下限內(nèi)脈動(dòng)，而不是完全恒定的。2）由于磁鏈計(jì)算采用了帶積分環(huán)節(jié)的電壓模型，）由于磁鏈計(jì)算采用了帶積分環(huán)節(jié)的電壓模型，積分初值、累積誤差和定子電阻的變化都會(huì)影積分初值、累積誤差和定子電阻的變化都會(huì)影響磁鏈計(jì)算的準(zhǔn)確度。響磁鏈計(jì)算的準(zhǔn)確度。 這兩個(gè)問(wèn)題的影響在低速時(shí)都比較顯著，因而這兩個(gè)問(wèn)題的影響在低速時(shí)都比較顯著，因而使使DTC系統(tǒng)的調(diào)速范圍受到限制。系統(tǒng)的調(diào)速范圍受到限制。v世界上的工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，如德國(guó)、日本、世界上的工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，如德國(guó)、日本、美國(guó)等，都競(jìng)相發(fā)展此項(xiàng)新技術(shù)。如美國(guó)等，都競(jìng)相發(fā)展此項(xiàng)新技術(shù)。如

54、ABB公司公司ACS600系列變頻器、系列變頻器、IGCT三三電平高壓變頻器電平高壓變頻器ACS1000。 v目前，直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)已成功地應(yīng)用目前，直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)已成功地應(yīng)用在電力機(jī)車(chē)牽引的大功率交流傳動(dòng)上。在電力機(jī)車(chē)牽引的大功率交流傳動(dòng)上。3.4.5 直接轉(zhuǎn)矩控制與矢量控制直接轉(zhuǎn)矩控制與矢量控制 DTC系統(tǒng)和系統(tǒng)和VC系統(tǒng)都是已獲實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)都是已獲實(shí)際應(yīng)用的高性能交流調(diào)速系統(tǒng)。兩者都采用轉(zhuǎn)矩的高性能交流調(diào)速系統(tǒng)。兩者都采用轉(zhuǎn)矩（轉(zhuǎn)速）和磁鏈分別控制，這是符合異步（轉(zhuǎn)速）和磁鏈分別控制，這是符合異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的需要的。但兩者在電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的需要的。但兩者在控制性能上卻各有千

55、秋。控制性能上卻各有千秋。 矢量控制系統(tǒng)特點(diǎn)矢量控制系統(tǒng)特點(diǎn) VC系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)強(qiáng)調(diào) Te 與與r的解耦，有利于分的解耦，有利于分別設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速與磁鏈調(diào)節(jié)器；實(shí)行連續(xù)控制，別設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速與磁鏈調(diào)節(jié)器；實(shí)行連續(xù)控制，可獲得較寬的調(diào)速范圍；但按可獲得較寬的調(diào)速范圍；但按r 定向受電定向受電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響，降低了系統(tǒng)的動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響，降低了系統(tǒng)的魯棒性。魯棒性。 DTC系統(tǒng)特點(diǎn)系統(tǒng)特點(diǎn) DTC系統(tǒng)則實(shí)行系統(tǒng)則實(shí)行 Te 與與s bang-bang控制，避控制，避開(kāi)了旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，簡(jiǎn)化了控制結(jié)構(gòu)；控制定子開(kāi)了旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，簡(jiǎn)化了控制結(jié)構(gòu)；控制定子磁鏈而不是轉(zhuǎn)子磁鏈，不受轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響；磁鏈而

56、不是轉(zhuǎn)子磁鏈，不受轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響；但不可避免地產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，低速性能較差，調(diào)但不可避免地產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，低速性能較差，調(diào)速范圍受到限制。速范圍受到限制。 表表3-1列出了兩種系統(tǒng)的特點(diǎn)與性能的比較。列出了兩種系統(tǒng)的特點(diǎn)與性能的比較。 表表3-1 直接轉(zhuǎn)矩控制和矢量控制的特點(diǎn)與性能比較直接轉(zhuǎn)矩控制和矢量控制的特點(diǎn)與性能比較性能與特點(diǎn)性能與特點(diǎn)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)矢量控制系統(tǒng)矢量控制系統(tǒng)磁鏈控制磁鏈控制定子磁鏈定子磁鏈轉(zhuǎn)子磁鏈轉(zhuǎn)子磁鏈轉(zhuǎn)矩控制轉(zhuǎn)矩控制bang-bangbang-bang控制，脈動(dòng)控制，脈動(dòng)連續(xù)控制，比較平滑連續(xù)控制，比較平滑坐標(biāo)變換坐標(biāo)變換靜止坐標(biāo)變換，較簡(jiǎn)單靜止坐標(biāo)變換，較簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，較復(fù)雜旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，較復(fù)雜轉(zhuǎn)子參數(shù)變化影轉(zhuǎn)子參數(shù)變化影響響無(wú)無(wú)有有調(diào)速范圍調(diào)速范圍不夠?qū)挷粔驅(qū)挶容^寬比較寬v 由于它們各自的特色，在應(yīng)用領(lǐng)域上各有側(cè)重。由于它們各自的特色，在應(yīng)用領(lǐng)域上各有側(cè)重。矢量控制系統(tǒng)更適用于寬范圍調(diào)速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)，矢量控制系統(tǒng)更適用于寬范圍調(diào)速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)，而直接轉(zhuǎn)矩控制則更適用于需要快速轉(zhuǎn)矩響應(yīng)的大慣而直接