山东理工大学：《运动控制系统》课程教学资源（讲稿）第7章 基于动态模型的异步电动机调速系统 7.1 异步电动机动态数学模型的性质

课程导入 中东理子大军 口不同控制方式下，异步电动机的机械特性 S a)恒压频比控制 n 0 b)恒定子磁通控制 c)恒气隙磁通控制 a d)恒转子磁通控制 10 T 图6-13 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 课程导入  不同控制方式下，异步电动机的机械特性 a）恒压频比控制 b）恒定子磁通控制 c）恒气隙磁通控制 d）恒转子磁通控制 Te s n n1 1 0 0 a b c d 图6-13

课程导入 少求理子大军 交流调速解决的问题：如何确定该给交流电动机供多大电压、 多少频率、什么相位的交流电(VVVF) 如何确定电 压和频率呢 电压与频率恒 三相交流电 定的三相电网 电压 压(U/f) 变频器 异步电动 机 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 课程导入  交流调速解决的问题：如何确定该给交流电动机供多大电压、 多少频率、什么相位的交流电（VVVF）。 变频器 电压与频率恒 定的三相电网 电压 异步电动 机 三相交流电 压（U/f） 如何确定电 压和频率呢

课程导入 中东理子大军 系统结构 01 01=f(o1,t) Us=f(@) Us PWM M 控制 图6-40基于变压变频调速原理构建转速开环变压变频调速系统 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 课程导入 系统结构 图6-40 基于变压变频调速原理构建转速开环变压变频调速系统

课程导入 少求理子大军 转差频率控制 (转速闭环) Us UaN T 1增大 U=f(o1,Is） Cg@ Osm 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 课程导入 转差频率控制（转速闭环）

课程导入 中东理子大军 系统结构 电流检测 与变换 oi ASR 0 U;=f(@j,L,) + PWM M 0 控制 FBS 图6-44转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统结构原理图 (去静差) 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 课程导入 系统结构 M ~ * Us ( , ) * 1 * s s U = f ω I PWM 控制 ~ * ω1 * ω ASR * ω1 与变换 电流检测 ω * ωs + + FBS − 图6-44转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统结构原理图（去静差）

课程导入 山求程子大军 基于稳态模型的异步电动机调速系统 口变压变频调速（开环VVVF调速，转差功率不变型，稳态 时气隙磁通近似不变) 口转差频率控制（闭环VVV调速，转差功率不变型，） 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 课程导入 基于稳态模型的异步电动机调速系统 变压变频调速（开环VVVF调速，转差功率不变型，稳态 时气隙磁通近似不变） 转差频率控制（闭环VVVF调速，转差功率不变型，）

课程导入 中东理子大军 基于稳态模型的异步电动机调速系统 口VVVF控制：带载时产生稳态误差。 口转速闭环的转差频率控制：通过控制转差角频率达到间接控制 转矩改善动态性能，负载扰动下没有静差。 口但是以上两种系统动态过程中不足以保持磁通恒定，动态性能 与直流双闭环调速系统相比仍有一定的差距。 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 课程导入  VVVF控制：带载时产生稳态误差。 转速闭环的转差频率控制：通过控制转差角频率达到间接控制 转矩改善动态性能，负载扰动下没有静差 。 但是以上两种系统动态过程中不足以保持磁通恒定，动态性能 与直流双闭环调速系统相比仍有一定的差距。 基于稳态模型的异步电动机调速系统

课程导入 山求程子大军 第二篇交流调速系统 口基于稳态模型的异步电动机调速系统 口基于动态模型的异步电动机调速系统 口绕线转子异步电动机双馈调速系统 口同步电动机变压变频调速（自学） 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 课程导入 第二篇 交流调速系统 基于稳态模型的异步电动机调速系统 基于动态模型的异步电动机调速系统 绕线转子异步电动机双馈调速系统 同步电动机变压变频调速（自学）

本章目录 中东理子大军 第7章基于动态模型的异步电动机调速系统 7.1异步电动机动态数学模型的性质 7.2异步电动机的三相数学模型 7.3坐标变换 7.4异步电动机在正交坐标系上的动态数学模型 7.5异步电动机在正交坐标系上的状态方程 7.6异步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统 7.7异步电动机按定子磁链控制的直接转矩控制系统 7.8直接转矩控制系统与矢量控制系统的比较 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 本章目录 第7章 基于动态模型的异步电动机调速系统 7.1 异步电动机动态数学模型的性质 7.2 异步电动机的三相数学模型 7.3 坐标变换 7.4 异步电动机在正交坐标系上的动态数学模型 7.5 异步电动机在正交坐标系上的状态方程 7.6 异步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统 7.7 异步电动机按定子磁链控制的直接转矩控制系统 7.8 直接转矩控制系统与矢量控制系统的比较

主要内容 少求理子大军 口从动态数学模型出发，分析异步电动机的转矩和磁链控制规律，研究 高性能异步电动机的调速方案（矢量控制和直接转矩控制是两种基于动 态模型的高性能的交流电动机调速系统)。 口矢量控制系统：通过矢量变换和按转子磁链定向，得到等效直流电动机 模型，然后按照直流电动机模型设计控制转子磁链和电磁转矩； 口直接转矩控制系统：利用转矩偏差和定子磁链幅值偏差的符号，根据当 前定子磁链矢量所在的位置，直接选取合适的定子电压矢量，实施电磁转 矩和定子磁链的控制。 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 从动态数学模型出发，分析异步电动机的转矩和磁链控制规律，研究 高性能异步电动机的调速方案（矢量控制和直接转矩控制是两种基于动 态模型的高性能的交流电动机调速系统）。 矢量控制系统：通过矢量变换和按转子磁链定向，得到等效直流电动机 模型，然后按照直流电动机模型设计控制转子磁链和电磁转矩； 直接转矩控制系统：利用转矩偏差和定子磁链幅值偏差的符号，根据当 前定子磁链矢量所在的位置，直接选取合适的定子电压矢量，实施电磁转 矩和定子磁链的控制。 主要内容