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    異步電動機轉子磁場定向矢量控制系統的構成

    提示:

    1.磁鏈的反饋控制 無論是U/f控制,還是矢量控制,異步電動機的磁鏈直接影響系統的控制效果。磁鏈反饋控制系統如圖7-7所示。 圖7-7 磁鏈反饋控制系統 圖7-7是矢量控制系統中的一部分。從電動機定子檢測的3相電流經坐標變換,變換成ids和,iqs下標s表示定子量。ids和iqs分別與電流分量ids*和轉矩電流分量iqs*構成環控制,其

        1.磁鏈的反饋控制  無論是U/f控制,還是矢量控制,異步電動機的磁鏈直接影響系統的控制效果。磁鏈反饋控制系統如圖7-7所示。

    磁鏈反饋控制系統

        7-7    磁鏈反饋控制系統

        7-7是矢量控制系統中的一部分。從電動機定子檢測的3相電流經坐標變換,變換成ids和,iqs下標s表示定子量。idsiqs分別與電流分量ids*和轉矩電流分量iqs*構成環控制,其誤差信號經PI調節器產生于d-q坐標系上定子電壓設定值Uds*Uqs*,再經坐標變換產生U-V-W坐標系上的定子電壓設定值Us*。坐標變換所需兩種坐標系軸線之間的夾角θ由檢測的磁通計算得到。

        2.磁鏈的前饋控制  所謂前饋控制是一種開環控制,它不檢測被控制量磁鏈。矢量控制中坐標變換所需坐標系軸線之間的夾角由檢測電動機的轉速、計算得到的轉子轉差頻率確定,圖7-8示出系統構成,它是轉差頻率矢量控制的一部分,定子頻率設定值由檢測的轉子角速度和轉子轉差角頻率相加得到。

    磁鏈的前饋控制

        7-8    磁鏈的前饋控制

        圖中勵磁電流分量ids*和轉矩電流分量iqs*直接經坐標變換產生U-V-W坐標系上的定子電流設定值is*。從電機定子檢測的3相實際電流is3相定子電流設定值is*構成電流閉環控制,電流調節器的輸出為定子電壓設定值us*。坐標變換所需兩種坐標系軸線之間的夾角θ由下式計算得

        (7-19)

        (7-20)

    式中ω0*-定子頻率設定值;

        ωr-檢測的轉子角速度;

        ωs*-轉子轉差角頻率。

        由式(7-20)可以看出,轉差角頻率的計算準確度依賴于電動機參數R2L2的準確度。當電動機運行后,電動機溫度的變化將引起轉子電阻的變化,電流的大小和頻率對電動機的電感也會產生影響,這些因數都會影響系統的性能。傳統的方法是檢測電動機的運行溫度,根據電動機轉子的材料計算溫度變化后的電阻值并加以適當補償。利用現代控制理論,可以在系統運行時正確地辨識出轉子時間常數L1/R2

        3.轉子磁場定向矢量控制  所謂磁場定向指的是矢量控制中2相坐標系的軸線選擇,當把d-q坐標系的d軸選擇為轉子磁通的軸線時,稱之為轉子磁場定向矢量控制。如果直接檢測轉子磁通,并進行控制稱之為直接磁場定向控制,前述磁通反饋控制即為直接磁場定向控制。目前在工業中使用的是轉差頻率矢量控制,為間接磁場定向控制,圖7-9是其系統的基本構成。

    轉差頻率矢量控制的系統構成

        7-9    轉差頻率矢量控制的系統構成

        圖中的轉矩電流分量It*為速度調節器的輸出,速度調節器的輸入為速度設定值與速度檢測值的誤差信號,適當設計速度調節器的參數,可以做到在穩態時速度無靜差,并且有良好的動念性能。系統中各部分的計算公式均已在前面討論過。可以看出,系統中的控制變量有多個,控制對象亦有多個,從控制系統的性能要求出發,希望當改變其中的某一個控制對象時,另一個控制對象并不會因此而改變,即可以獨立進行控制。控制系統中的這種性能稱之為解耦。顯然,轉子磁場定向轉差頻率矢量控制系統的轉矩電流分量和勵磁電流分量是解耦的,即控制轉矩電流分量控制電動機的轉矩時,電動機的磁鏈并不會因此而變化。

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    (責任編輯: 艾特貿易網 )

    • 本文關鍵字:電動機 
     
     
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