異步電動機矢量控制學習教案

1、會計學1異步電動機矢量異步電動機矢量(shling)控制控制第一頁，共46頁。2到目前為止，我們所討論的調(diào)速系統(tǒng)屬于標量控制范疇內(nèi)的，主要依到目前為止，我們所討論的調(diào)速系統(tǒng)屬于標量控制范疇內(nèi)的，主要依據(jù)電動機的穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型，只考慮控制量的幅值，而未涉及控制量的據(jù)電動機的穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型，只考慮控制量的幅值，而未涉及控制量的相位，也未能照顧到參量的瞬時變化。相位，也未能照顧到參量的瞬時變化。 異步電動機的動態(tài)數(shù)學模型是一個高階、非線性和強耦合的多變量系統(tǒng)。異步電動機的動態(tài)數(shù)學模型是一個高階、非線性和強耦合的多變量系統(tǒng)。在低速、動態(tài)運行狀態(tài)下，標量控制方式將表現(xiàn)出明顯的缺陷，電磁在低速、動態(tài)運行狀態(tài)下

2、，標量控制方式將表現(xiàn)出明顯的缺陷，電磁轉(zhuǎn)矩不能得到精確的、實時的控制。能否使交流電動機某些變量的幅轉(zhuǎn)矩不能得到精確的、實時的控制。能否使交流電動機某些變量的幅值和相角都得到控制，來改善值和相角都得到控制，來改善(gishn)其動態(tài)性能呢？其動態(tài)性能呢？為此，許多專家學者進行了潛心研究，終于在為此，許多專家學者進行了潛心研究，終于在1971年，出現(xiàn)了兩個里年，出現(xiàn)了兩個里程碑式的研究成果：其一，德國西門子公司提出的程碑式的研究成果：其一，德國西門子公司提出的“感應(yīng)電機磁場定感應(yīng)電機磁場定向的控制原理向的控制原理”；其二，美國專利；其二，美國專利“感應(yīng)電機定子電壓的坐標變換控感應(yīng)電機定子電壓的坐標

3、變換控制制”。經(jīng)過實踐中的不斷改進，形成了現(xiàn)在普遍使用的矢量控制變頻。經(jīng)過實踐中的不斷改進，形成了現(xiàn)在普遍使用的矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)。調(diào)速系統(tǒng)。矢量控制技術(shù)成為一種重要的電力傳動控制技術(shù)。矢量控制技術(shù)成為一種重要的電力傳動控制技術(shù)。第1頁/共46頁第二頁，共46頁。3第2頁/共46頁第三頁，共46頁。4dtdnJTTLe第3頁/共46頁第四頁，共46頁。5從電機學理論講，任何電動機產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的原理，在本質(zhì)上都是電動機內(nèi)從電機學理論講，任何電動機產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的原理，在本質(zhì)上都是電動機內(nèi)部兩個磁場相互作用的結(jié)果。部兩個磁場相互作用的結(jié)果。直流電動機，主極磁場在空間固定不變，與電樞的磁勢方向總是互

4、相垂直直流電動機，主極磁場在空間固定不變，與電樞的磁勢方向總是互相垂直（正交）、各自獨立、互不影響（標量）。（正交）、各自獨立、互不影響（標量）。例如他勵電動機，勵磁和電樞是兩個獨立的回路，可以對勵磁電例如他勵電動機，勵磁和電樞是兩個獨立的回路，可以對勵磁電流和電樞電流分別控制流和電樞電流分別控制(kngzh)和調(diào)節(jié)，就能達到控制和調(diào)節(jié)，就能達到控制(kngzh)轉(zhuǎn)矩的目的，轉(zhuǎn)矩的目的，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。控制控制(kngzh)靈活，容易實現(xiàn)。靈活，容易實現(xiàn)。異步電動機，也是兩個磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。不同的是，定子磁勢、異步電動機，也是兩個磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。不同的是，定

5、子磁勢、轉(zhuǎn)子磁勢以及二者合成的氣隙磁勢都是以同步角速度在空間旋轉(zhuǎn)的矢量，且轉(zhuǎn)子磁勢以及二者合成的氣隙磁勢都是以同步角速度在空間旋轉(zhuǎn)的矢量，且存在強耦合關(guān)系。存在強耦合關(guān)系。關(guān)系復雜，難以控制關(guān)系復雜，難以控制(kngzh)。然而，交、直流電動機產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的規(guī)律有著共同的基礎(chǔ)，電磁轉(zhuǎn)矩控制然而，交、直流電動機產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的規(guī)律有著共同的基礎(chǔ)，電磁轉(zhuǎn)矩控制(kngzh)在本質(zhì)上是一種矢量控制在本質(zhì)上是一種矢量控制(kngzh)（直流電動機是特例），也就是（直流電動機是特例），也就是對矢量的幅值和空間位置的控制對矢量的幅值和空間位置的控制(kngzh)。第4頁/共46頁第五頁，共46頁。6第5頁/

6、共46頁第六頁，共46頁。71、三相交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場、三相交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場由此可見，交流電動機三相對稱的靜止繞組由此可見，交流電動機三相對稱的靜止繞組ABC，通以三相平衡的，通以三相平衡的正弦電流正弦電流iA、iB、iC時，能夠產(chǎn)生合成磁通勢，這個合成磁通勢以時，能夠產(chǎn)生合成磁通勢，這個合成磁通勢以同步轉(zhuǎn)速沿同步轉(zhuǎn)速沿ABC相序旋轉(zhuǎn)。相序旋轉(zhuǎn)。 2、兩相交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場、兩相交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場這樣這樣(zhyng)的旋轉(zhuǎn)磁通勢也可以由兩相空間上相差的旋轉(zhuǎn)磁通勢也可以由兩相空間上相差900的靜止繞的靜止繞組組 ，通以時間上互差，通以時間上互差900的交流電來產(chǎn)生。的交流電來產(chǎn)生。 、第6頁

7、/共46頁第七頁，共46頁。8坐標靜止坐標靜止(jngzh)磁勢旋轉(zhuǎn)磁勢旋轉(zhuǎn)第7頁/共46頁第八頁，共46頁。91恰好是：當你站在交流電動機的轉(zhuǎn)子上，順著轉(zhuǎn)子磁通勢看去的情況恰好是：當你站在交流電動機的轉(zhuǎn)子上，順著轉(zhuǎn)子磁通勢看去的情況(qngkung)?；?。或者說，當你站在轉(zhuǎn)子上看交流電動機時，它就是一臺直流電動機。者說，當你站在轉(zhuǎn)子上看交流電動機時，它就是一臺直流電動機。磁勢相對坐標磁勢相對坐標(zubio)靜止靜止坐標坐標(zubio)磁勢磁勢一同旋轉(zhuǎn)一同旋轉(zhuǎn)第8頁/共46頁第九頁，共46頁。10研究表明，在上述三種坐標系下，不僅能夠產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，而且如果控制研究表明，在上述三種坐標系下，

8、不僅能夠產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，而且如果控制得當?shù)卯?ddng)，可以產(chǎn)生完全等效的磁場。因此，上述三種模型一定存在，可以產(chǎn)生完全等效的磁場。因此，上述三種模型一定存在內(nèi)在的必然聯(lián)系。即存在著確定的變換關(guān)系。內(nèi)在的必然聯(lián)系。即存在著確定的變換關(guān)系。第9頁/共46頁第十頁，共46頁。11ABC三相交流繞組與三相交流繞組與 兩相繞組之間的變換兩相繞組之間的變換(binhun)關(guān)系：關(guān)系：IAIIAIABCABC111 兩相交流繞組與兩相交流繞組與M-T兩相直流繞組之間的變換兩相直流繞組之間的變換(binhun)關(guān)關(guān)系：系：MTMTIAIIAI122三種繞組三種繞組(roz)之間的變換關(guān)系：之間的變換關(guān)系：A

9、BCMTIAAIAI122其中，其中，A1、A2為變換矩陣。為變換矩陣。第10頁/共46頁第十一頁，共46頁。12第11頁/共46頁第十二頁，共46頁。13矢量變換控制矢量變換控制(kngzh)的基本思想和控制的基本思想和控制(kngzh)過程可用框圖來表示：過程可用框圖來表示： 以下任務(wù)是，從交流電機三相繞組中分離產(chǎn)生磁通勢的直流分量和產(chǎn)生電以下任務(wù)是，從交流電機三相繞組中分離產(chǎn)生磁通勢的直流分量和產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的直流分量，以實現(xiàn)電磁解耦。解耦的有效磁轉(zhuǎn)矩的直流分量，以實現(xiàn)電磁解耦。解耦的有效(yuxio)方法是坐標變方法是坐標變換。換。 第12頁/共46頁第十三頁，共46頁。14 坐標坐標(

10、zubio)(zubio)變換變換1、交流電動機的坐標系、交流電動機的坐標系交流電動機的坐標系，也叫軸系，有旋轉(zhuǎn)速度為零的靜止坐標系、旋轉(zhuǎn)速交流電動機的坐標系，也叫軸系，有旋轉(zhuǎn)速度為零的靜止坐標系、旋轉(zhuǎn)速度為同步轉(zhuǎn)速的同步坐標系、也有以任意速度旋轉(zhuǎn)的坐標系。通常為了突度為同步轉(zhuǎn)速的同步坐標系、也有以任意速度旋轉(zhuǎn)的坐標系。通常為了突出其物理出其物理(wl)意義，按電動機的實際情況來確定。意義，按電動機的實際情況來確定。l定子坐標系（定子坐標系（ABC和和 ）l三相電動機中有三相繞組，其軸線三相電動機中有三相繞組，其軸線(zhu xin)設(shè)為設(shè)為A、B、C，互差互差1200，由此構(gòu)成，由此構(gòu)成AB

11、C三相坐標系。三相坐標系。矢量矢量X在坐標軸上的投影在坐標軸上的投影XA、XB、XC代表在三個繞組中的分量，如果代表在三個繞組中的分量，如果X是定是定子電流，則代表三個繞組中的電流分子電流，則代表三個繞組中的電流分量。量。第13頁/共46頁第十四頁，共46頁。15定子坐標系中也可以定義一個兩相直角坐標系定子坐標系中也可以定義一個兩相直角坐標系 坐標系，坐標系，它的它的 軸與軸與A軸重合，軸重合， 軸超前軸超前 軸軸900。圖中，圖中， 為矢量為矢量X在在 坐標軸坐標軸上的投影分量。上的投影分量。XX 、由于由于 軸和軸和A軸固定在定子繞組軸固定在定子繞組A相的軸線上，這兩個坐標系在相的軸線上，

12、這兩個坐標系在空間上固定不動，所以稱為空間上固定不動，所以稱為靜止坐標系。靜止坐標系。第14頁/共46頁第十五頁，共46頁。16l轉(zhuǎn)子坐標系（轉(zhuǎn)子坐標系（abc）和旋轉(zhuǎn)坐標系（）和旋轉(zhuǎn)坐標系（dq）l轉(zhuǎn)子坐標系固定在轉(zhuǎn)子上，其中平面直角坐標系的轉(zhuǎn)子坐標系固定在轉(zhuǎn)子上，其中平面直角坐標系的d 軸位于轉(zhuǎn)軸位于轉(zhuǎn)子的軸線子的軸線(zhu xin)上，上，q 軸超前軸超前d 軸軸900。廣義上講，。廣義上講，dq 坐標系為坐標系為旋轉(zhuǎn)坐標系。旋轉(zhuǎn)坐標系。r轉(zhuǎn)子三相軸系和（變換后的）兩相軸系，相對于轉(zhuǎn)子實體都是靜止轉(zhuǎn)子三相軸系和（變換后的）兩相軸系，相對于轉(zhuǎn)子實體都是靜止的，但是相對于靜止的定子三相軸系

13、和兩相軸系，卻是以轉(zhuǎn)子角頻的，但是相對于靜止的定子三相軸系和兩相軸系，卻是以轉(zhuǎn)子角頻率率 旋轉(zhuǎn)的。旋轉(zhuǎn)的。第15頁/共46頁第十六頁，共46頁。17l同步旋轉(zhuǎn)坐標系（同步旋轉(zhuǎn)坐標系（MT坐標系）坐標系）l同步旋轉(zhuǎn)坐標系的同步旋轉(zhuǎn)坐標系的M軸固定軸固定(gdng)在磁鏈矢量上，在磁鏈矢量上，T軸超前軸超前M軸軸900，該坐標系和磁鏈矢量一起在空間以同步角速度，該坐標系和磁鏈矢量一起在空間以同步角速度 旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)。s建立交流電動機的數(shù)學模型，通常要基于建立交流電動機的數(shù)學模型，通常要基于(jy)上述坐標系。上述坐標系。第16頁/共46頁第十七頁，共46頁。182、空間矢量、空間矢量三相異步電動機的

14、定子的三個繞組三相異步電動機的定子的三個繞組A、B、C通以三相正弦交流電時，就通以三相正弦交流電時，就會在空間產(chǎn)生三個分磁通勢會在空間產(chǎn)生三個分磁通勢FA、FB、FC。三個分磁通勢矢量之和為定。三個分磁通勢矢量之和為定子合成磁通勢矢量，記為子合成磁通勢矢量，記為FS，簡稱定子磁勢。，簡稱定子磁勢。由磁路歐姆定律可知，定子磁通矢量由磁路歐姆定律可知，定子磁通矢量 ，Rm為磁阻。定子磁勢和為磁阻。定子磁勢和定子磁通共軸線同方向。定子磁通共軸線同方向。同理轉(zhuǎn)子也實際存在空間矢量，轉(zhuǎn)子磁勢同理轉(zhuǎn)子也實際存在空間矢量，轉(zhuǎn)子磁勢Fr和轉(zhuǎn)子磁通矢量和轉(zhuǎn)子磁通矢量 。 空間矢量還有定子和轉(zhuǎn)子合成磁勢空間矢量還

15、有定子和轉(zhuǎn)子合成磁勢 和合成氣隙磁通和合成氣隙磁通 。mssRFrFm第17頁/共46頁第十八頁，共46頁。19另外，定子和轉(zhuǎn)子磁鏈另外，定子和轉(zhuǎn)子磁鏈 ，是在空間上并不存在的物理量，屬于時間，是在空間上并不存在的物理量，屬于時間相量，其幅值正比于相應(yīng)的空間矢量，是可測量的，用來代表或代替實際相量，其幅值正比于相應(yīng)的空間矢量，是可測量的，用來代表或代替實際存在的空間矢量。（電感電流）。存在的空間矢量。（電感電流）。還有一些量，如電流、電壓等，也是在空間不存在的物理量，也不代表實還有一些量，如電流、電壓等，也是在空間不存在的物理量，也不代表實際的空間矢量，但為了數(shù)學上處理的需要，也把它們定義為空

16、間矢量。際的空間矢量，但為了數(shù)學上處理的需要，也把它們定義為空間矢量。以下討論坐標以下討論坐標(zubio)變換。變換。rs、第18頁/共46頁第十九頁，共46頁。203、定子繞組軸系的變換、定子繞組軸系的變換下圖表示三相下圖表示三相(sn xin)異步電動機定子三相異步電動機定子三相(sn xin)繞組繞組A、C、C和與之等效的二相異步電動機定子繞組和與之等效的二相異步電動機定子繞組 中各相磁勢矢量的中各相磁勢矢量的空間位置。三相空間位置。三相(sn xin)的的A軸與二相的軸與二相的 軸重合。軸重合。 )(CBA、假設(shè)當二者的磁勢波形按正弦分布，假設(shè)當二者的磁勢波形按正弦分布，當二者的旋轉(zhuǎn)

17、磁場完全等效時，合當二者的旋轉(zhuǎn)磁場完全等效時，合成磁勢沿相同軸向的分量必定相等，成磁勢沿相同軸向的分量必定相等，即三相繞組和二相繞組的瞬時即三相繞組和二相繞組的瞬時(shn sh)磁勢沿磁勢沿 軸的投影軸的投影應(yīng)該相等。（應(yīng)該相等。（N2、N3為匝數(shù)）為匝數(shù)）、34sin32sin034cos32cos3323332CBCBAaiNiNiNiNiNiNiN第19頁/共46頁第二十頁，共46頁。21CBCBAiiNNiiiiNNi2323021212323CBAssiiiNNii232302121123用矩陣用矩陣(j zhn)表示為：表示為： 要實現(xiàn)要實現(xiàn)3/2和和2/3的可逆變換，必須求得電

18、流變換矩陣的可逆變換，必須求得電流變換矩陣(j zhn)的逆矩陣的逆矩陣(j zhn)。上述變換矩陣上述變換矩陣(j zhn)為奇異陣，不存在逆矩陣為奇異陣，不存在逆矩陣(j zhn)。為此引入獨立的零序。為此引入獨立的零序電流電流i0：)(302CBAiiiKNiN第20頁/共46頁第二十一頁，共46頁。22CBAssiiiKKKNNiii2323021211230式中，式中，KKKNNC2323021211232/3第21頁/共46頁第二十二頁，共46頁。23KKKNNCCT23-21-2321-01232/312/3對于對于(duy)正交陣正交陣 ， ，由此得：，由此得：ECC12/32

19、/32/3C121232223KNN213223KNN將求得的值代入上述含未知數(shù)的矩陣，就得到將求得的值代入上述含未知數(shù)的矩陣，就得到3/2和和2/3電流電流(dinli)變換矩陣。變換矩陣。第22頁/共46頁第二十三頁，共46頁。242121212323021211322/3CTCCC2/312/33/2212321212321210132求得求得3/2和和2/3電流變換電流變換(binhun)矩陣如下：矩陣如下：第23頁/共46頁第二十四頁，共46頁。25)(qdcba上圖（上圖（a）是一個對稱的異步電動機三相轉(zhuǎn)子繞組，）是一個對稱的異步電動機三相轉(zhuǎn)子繞組， 為轉(zhuǎn)差角頻率。為轉(zhuǎn)差角頻率。轉(zhuǎn)

20、子軸系的變換與上述定子軸系變換相同。把等效的二相轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子軸系的變換與上述定子軸系變換相同。把等效的二相轉(zhuǎn)子繞組d、q 相相序和三相轉(zhuǎn)子繞組序和三相轉(zhuǎn)子繞組a、b、c 相序取為一致，且使相序取為一致，且使d 軸和軸軸和軸a 重合重合(chngh)，則可以直接使用定子三相軸系到二相軸系的變換矩陣。則可以直接使用定子三相軸系到二相軸系的變換矩陣。轉(zhuǎn)子三相軸系和二相軸系，相對于轉(zhuǎn)子實體都是靜止的，而相對于定子三轉(zhuǎn)子三相軸系和二相軸系，相對于轉(zhuǎn)子實體都是靜止的，而相對于定子三相或二相軸系，是以轉(zhuǎn)子角頻率旋轉(zhuǎn)的。所以，轉(zhuǎn)子是三相旋轉(zhuǎn)軸系（相或二相軸系，是以轉(zhuǎn)子角頻率旋轉(zhuǎn)的。所以，轉(zhuǎn)子是三相旋轉(zhuǎn)軸系（a

21、-b-c）到二相旋轉(zhuǎn)軸系的變換（）到二相旋轉(zhuǎn)軸系的變換（d-q）。）。1s第24頁/共46頁第二十五頁，共46頁。26上圖中，上圖中，F(xiàn)1是異步電動機定子磁勢，為空間矢量，通常以定子電流是異步電動機定子磁勢，為空間矢量，通常以定子電流i1代替。代替。M-T是任意同步旋轉(zhuǎn)軸系，旋轉(zhuǎn)角速度為同步角速度。是任意同步旋轉(zhuǎn)軸系，旋轉(zhuǎn)角速度為同步角速度。M軸和軸和 軸的夾角軸的夾角 隨時間而變化，而隨時間而變化，而M軸和轉(zhuǎn)子總磁鏈空間矢量方向重合軸和轉(zhuǎn)子總磁鏈空間矢量方向重合轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制。轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制。第25頁/共46頁第二十六頁，共46頁。27cossinsincosTMTMiiii

22、iiii 、TMii 、TMiiiicossinsincos由此，得同步由此，得同步(tngb)旋轉(zhuǎn)坐標系到靜止坐標系的矢量旋轉(zhuǎn)矩陣：旋轉(zhuǎn)坐標系到靜止坐標系的矢量旋轉(zhuǎn)矩陣： cossinsincosC靜止靜止(jngzh)坐標系到同步旋轉(zhuǎn)坐標系的矢量旋轉(zhuǎn)矩陣：坐標系到同步旋轉(zhuǎn)坐標系的矢量旋轉(zhuǎn)矩陣： cossinsincos1CiiiiTMcossinsincos電壓和磁鏈的旋轉(zhuǎn)變換矩陣與電流的旋轉(zhuǎn)變換矩陣相同。電壓和磁鏈的旋轉(zhuǎn)變換矩陣與電流的旋轉(zhuǎn)變換矩陣相同。 第26頁/共46頁第二十七頁，共46頁。28rrrqrrdrrrqrrdriiiiiicossinsincos變換式為：變換式為：第2

23、7頁/共46頁第二十八頁，共46頁。29rqrdrrrrrriiiicossinsincos得到轉(zhuǎn)子得到轉(zhuǎn)子(zhun z)d-q 軸系到軸系到 軸系的變換矩陣：軸系的變換矩陣： rrrrCcossinsincos 軸系到轉(zhuǎn)子軸系到轉(zhuǎn)子d-q 軸系的變換軸系的變換(binhun)矩陣：矩陣： rrrrCcossinsincos1轉(zhuǎn)子電流頻率不同轉(zhuǎn)子電流頻率不同變換前是轉(zhuǎn)差頻率變換前是轉(zhuǎn)差頻率變換后是定子頻率變換后是定子頻率第28頁/共46頁第二十九頁，共46頁。30MTTMiiiiitan22為為M軸與定子電流矢量軸與定子電流矢量i之間的夾角之間的夾角 的變化范圍為的變化范圍為 ，變化幅度太大

24、，難以應(yīng)用，常進行改造：，變化幅度太大，難以應(yīng)用，常進行改造：tan0MTMTiiiiiiicos1sin2cos2cos22cos2sin22cos2sin2tancos,sin第29頁/共46頁第三十頁，共46頁。31一、不同坐標系下異步電動機的數(shù)學模型一、不同坐標系下異步電動機的數(shù)學模型1、三相靜止坐標系（、三相靜止坐標系（A-B-C）下異步電動機的動態(tài)）下異步電動機的動態(tài)(dngti)數(shù)學模型數(shù)學模型 磁鏈方程：磁鏈方程： 電壓方程：電壓方程： 轉(zhuǎn)矩方程：轉(zhuǎn)矩方程： 運動方程：運動方程：iL pRiU)120sin()()120sin()(sin)(210a012bCBcAaCcBbA

25、cCbBaApTpeiiiiiiiiiiiiiiiiiiLniLinTpppLenKnDdtdnJTT第30頁/共46頁第三十一頁，共46頁。32iLKDLp12為微分算子為微分算子為定子與轉(zhuǎn)子軸線一致時的互感為定子與轉(zhuǎn)子軸線一致時的互感為旋轉(zhuǎn)阻尼系數(shù)為旋轉(zhuǎn)阻尼系數(shù)(xsh) 為扭轉(zhuǎn)彈性轉(zhuǎn)矩系數(shù)為扭轉(zhuǎn)彈性轉(zhuǎn)矩系數(shù)(xsh) dtd /可看出，異步電動機在三相靜止坐標系下，數(shù)學模型的性質(zhì)：可看出，異步電動機在三相靜止坐標系下，數(shù)學模型的性質(zhì)：異步電動機是一個多輸入異步電動機是一個多輸入/多輸出的多變量系統(tǒng)，多輸出的多變量系統(tǒng)，3個輸入電壓，至少有轉(zhuǎn)個輸入電壓，至少有轉(zhuǎn)速、磁通兩個獨立的輸出變量；

26、速、磁通兩個獨立的輸出變量；異步電動機是一個高階系統(tǒng)，定子異步電動機是一個高階系統(tǒng)，定子3個繞組、轉(zhuǎn)子個繞組、轉(zhuǎn)子3個繞組、加上機電個繞組、加上機電(jdin)系統(tǒng)慣性，至少為系統(tǒng)慣性，至少為7階系統(tǒng)；階系統(tǒng)；異步電動機是一個非線性系統(tǒng)，定子與轉(zhuǎn)子之間互感為異步電動機是一個非線性系統(tǒng)，定子與轉(zhuǎn)子之間互感為 的余弦函數(shù)，是的余弦函數(shù)，是時變參量；數(shù)學模型中存在定子和轉(zhuǎn)子瞬時電流的乘積項；時變參量；數(shù)學模型中存在定子和轉(zhuǎn)子瞬時電流的乘積項；異步電動機是一個強耦合系統(tǒng)，由轉(zhuǎn)矩方程、運動方程表明這一點。異步電動機是一個強耦合系統(tǒng)，由轉(zhuǎn)矩方程、運動方程表明這一點。三相軸系上數(shù)學模型是一個多變量、高階、非

27、線性、強耦合的復雜系統(tǒng)。三相軸系上數(shù)學模型是一個多變量、高階、非線性、強耦合的復雜系統(tǒng)。 第31頁/共46頁第三十二頁，共46頁。33)(iLiZU為互感mmpeLiiiiLnT)(2121dtdnJTTpLe第32頁/共46頁第三十三頁，共46頁。34dqdqiLdqdqdqiZU)(2121qddqmpeiiiiLnTdtddtdnJTTrpLe,第33頁/共46頁第三十四頁，共46頁。352122212211211TRTMTMRMMMTMTSTMMMSMiLiLiLiLiLiLiLiL2211220100012211000TMTMRSMSRMMMSSMMSSTMTMiiiirLLpLrp

28、LpLLpLrLLpLLpLruuuu212121)(TRMpTMMTMpeiLLniiiiLnTdtddtdnJTTrpLe,LS：定子繞組自感：定子繞組自感LM：定子繞組與轉(zhuǎn)：定子繞組與轉(zhuǎn) 子繞組的互感子繞組的互感(hgn)LR：轉(zhuǎn)子繞組自感：轉(zhuǎn)子繞組自感iM1：定子：定子M軸電軸電流流iM2：轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子(zhun z)M軸電流軸電流 ：同步角速度：同步角速度 ：轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子(zhun z)角速度角速度 ：轉(zhuǎn)差角速度：轉(zhuǎn)差角速度0S第34頁/共46頁第三十五頁，共46頁。362第35頁/共46頁第三十六頁，共46頁。3722按轉(zhuǎn)子磁鏈按轉(zhuǎn)子磁鏈 定向的異步電動機矢量控制系統(tǒng)稱為異步電動機按轉(zhuǎn)

29、子磁鏈定向的異步電動機矢量控制系統(tǒng)稱為異步電動機按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)。定向的矢量控制系統(tǒng)。磁場磁場(cchng)定位定位角角同步同步(tngb)角角速度速度定子電流（磁勢）定子電流（磁勢）2第36頁/共46頁第三十七頁，共46頁。382211220100011100000TMTMRSMSRMMMSSMMSSTMiiiirLLpLrpLpLLpLrLLpLLpLruu21TRMpeiILnT1221MMipL222rpiM12TRMTiLLi122TMsiL1TeiT 不變，不變，22只與只與 有關(guān)，惟一有關(guān)，惟一(wiy)決定決定1Mi2只與只與 有關(guān)有關(guān)(yugun)2Mi跟隨跟隨 有關(guān)有關(guān)1Ti2Mi轉(zhuǎn)差角頻率轉(zhuǎn)差角頻率 與與 有關(guān)有關(guān)1Tis2122212211211TRTMTMRMMMTMTSTMMMSMiLiLiLiLiLiLiLiL)(