《异步电动机》第七章 异步电动机的动态数学模型及矢量控制（7.1）ABC 坐标系下的异步电动机动态数学模型

棉七章异步电动机的动态数学米 模型及矢量控制 前面讲的异步电动机变频调速的根据 是异步电动机在稳定状态下的等值电路和 转矩公式,不考虑磁通在动态下的变化。 另外对电压、电流的控制也只是控制幅值 而不控制相位。因此不可能有很好的动态 性能。对一些动态性能要求较高的生产机 械来说,不能满足其工艺要求 米 2021年2月24日12时38分

2021年2月24日12时38分 1 前面讲的异步电动机变频调速的根据 是异步电动机在稳定状态下的等值电路和 转矩公式，不考虑磁通在动态下的变化。 另外对电压、电流的控制也只是控制幅值 而不控制相位。因此不可能有很好的动态 性能。对一些动态性能要求较高的生产机 械来说，不能满足其工艺要求。 第七章 异步电动机的动态数学 模型及矢量控制

矢量控制的基本思想 米 矢量控制( Transvector control)理论 是1971年由德国学者首先提出的,它的基 本思想是:把交流电动机的动态数学模型 经过变换,将强耦和的磁场分量和转矩分 量分离开,模拟直流电动机控制方式。它 具有直流电动机调速的全部优点 根据电机学知识,已知对称三相绕组通 入对称的三相交流电会产生旋转磁场; 米 3 2 2021年2月24日12时38分

2021年2月24日12时38分 2 矢量控制（Transvector control）理论 是1971年由德国学者首先提出的，它的基 本思想是：把交流电动机的动态数学模型 经过变换，将强耦和的磁场分量和转矩分 量分离开，模拟直流电动机控制方式。它 具有直流电动机调速的全部优点。 根据电机学知识,已知对称三相绕组通 入对称的三相交流电会产生旋转磁场； 矢量控制的基本思想 3 2 =

米 三相静止绕组产生旋转磁势 两相静止绕组产生旋转磁势 随两相绕组旋转的静止磁势 M轴与三相旋转磁场方向一致则通入M 绕组的电流就相当于直流机的励磁电流 米 2021年2月24日12时38分

2021年2月24日12时38分 3 ◼ 三相静止绕组产生旋转磁势 ◼ 两相静止绕组产生旋转磁势 ◼ 随两相绕组旋转的静止磁势 ◼ M轴与三相旋转磁场方向一致,则通入M 绕组的电流就相当于直流机的励磁电流

米 第一节A、B、C坐标系统异步电动机的动态 数学模型 第二节空间矢量的概念 第三节异步电动机的空间矢量方程式 第四节空间矢量分解为xy分量 第五节坐标变换及坐标变换电路 ■第六节异步电动机的矢量控制 第七节异步电动机矢量控制系统举例 米 确2021年2月24日12时38分

2021年2月24日12时38分 4 ◼ 第一节 A、B、C 坐标系统异步电动机的动态 数学模型 ◼ 第二节 空间矢量的概念 ◼ 第三节 异步电动机的空间矢量方程式 ◼ 第四节 空间矢量分解为x, y分量 ◼ 第五节 坐标变换及坐标变换电路 ◼ 第六节 异步电动机的矢量控制 ◼ 第七节 异步电动机矢量控制系统举例

米第一节ABC坐标系下的 米 异步电动机动态数学模型 三相异步电动机的动态数学模型包括 一、磁链方程式 二、电压方程式 转矩方程式 米 确2021年2月24日12时38分 5

2021年2月24日12时38分 5 第一节 ABC 坐标系下的 异步电动机动态数学模型 三相异步电动机的动态数学模型包括: 一、磁链方程式 二、电压方程式 三、转矩方程式

米 磁链方程式 1.假定条件 (1)无论笼型转子或绕线转子,都被等效成三相绕 线转子 (2)三相定子绕组ABC及三相转子绕组a,b,C在 空间对称分布,各相电流产生的磁势在气隙中 呈正弦分布; 波形不发生畸变 (3)不计磁路饱和及铁心损耗的影响; (4)不计温度和频率变化对电机参数的影响 电阻r为常数 2021年2月24日12时38分 6

2021年2月24日12时38分 6 一、磁链方程式 ◼ 1.假定条件 ⑴ 无论笼型转子或绕线转子，都被等效成三相绕 线转子； ⑵ 三相定子绕组A,B,C及三相转子绕组a, b, c在 空间对称分布，各相电流产生的磁势在气隙中 呈正弦分布； ⑶ 不计磁路饱和及铁心损耗的影响； ⑷ 不计温度和频率变化对电机参数的影响。 波形不发生畸变 电阻r为常数

米 、磁链方程式 磁链的变化在绕 组中产生电势e B b e|≤L dt 磁链与产生它的 以定子A轴为参考轴, 电流和磁势有关 Bc轴与互其差120空 磁链=Li 间角度;转子坐标与定 米 子坐标差0角 图7-1AB,C坐标系统 2021年2月24日12时38分

2021年2月24日12时38分 7 以定子A轴为参考轴， B.C轴与互其差120空 间角度；转子坐标与定 子坐标差 角 一、磁链方程式  A B C a b c u e L i r d e dt  = −   i 图7-1 A,B,C坐标系统 磁链与产生它的 电流和磁势有关 磁链＝Li 磁链的变化在绕 组中产生电势e  = Li

米 磁链方程式 2两线圈的主磁链 以两个线圈的磁链为例:设三相异步电动机定 子和转子各有一个等效的整距、集中线圈1和 2,他们产生的基波磁势分别与实际定、转子 一相绕组产生的基波磁势相等 米 2021年2月24日12时38分

2021年2月24日12时38分 8 一、磁链方程式 ◼ 2.两线圈的主磁链 以两个线圈的磁链为例：设三相异步电动机定 子和转子各有一个等效的整距、集中线圈1和 2，他们产生的基波磁势分别与实际定、转子 一相绕组产生的基波磁势相等

米 磁链方程式 有效匝数:N1=2kn (7-1) 2W2k12 式中W,W2一定、转子绕组每相串联匝数; kw,ka一定、转子绕组的基波绕组系数 p一电动机的极对数 假定两线圈轴线重合 ①在线圈2中通入电流乙2 (图7-2) 米 2021年2月24日12时38分

2021年2月24日12时38分 9 有效匝数： 式中 W1 ,W2－定、转子绕组每相串联匝数； kw1 , kw2 －定、转子绕组的基波绕组系数； p －电动机的极对数。 ◼ 假定两线圈轴线重合： ①在线圈2中通入电流 （图7-2） 一、磁链方程式 1 1 1 2 2 2 2 2 w w W k N p W k N p   = = (7 1) − 2 i

米 磁链方程式 线圈2产生的基波磁势幅值为F2=N2i2 (图7-2) 气隙磁密为正弦波,磁感强度为B2=1 设l为铁心长度,r为气隙平均半径,A为空气磁导率, 极距为r=2x/2p 线圈2每极平均磁通为n=12 An·N2i2 式中 气隙磁导 米 2021年2月24日12时38分

2021年2月24日12时38分 10 一、磁链方程式 F N i 2 2 2 = 2 2 2 0 N i B   = l 线圈2产生的基波磁势幅值为 气隙磁密为正弦波，磁感强度为 线圈2每极平均磁通为 式中 －气隙磁导。   = 2 / 2 r p 2 2 2 0 2 2 2 m N i    l N i     = =      2 0 2 2 2 m rl N i p     = = 设 为铁心长度，r 为气隙平均半径， 为空气磁导率， 极距为 0 （图7-2）