异步电机矢量控详细介绍与分析.docx

异步电动机矢量控制系统的仿真研究
异步电动机具有非线性、强耦合、多变量的性质，要获得良好的调速性能，必须从其 动态模型出发，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。 矢量控制就是基于动态模型的高性能的交流电动机设法消除 或抑制转子磁链pr对电磁转矩Te的影响。把ASR的输出信号除以化，当控制器的坐标反 变换与电机中的坐标变换对消，且变频器的滞后作用可以忽略时，此处的两个子系统就完全 解耦了。这时，带除法环节的矢量控制系统可以看成是两个独立的线性子系统。其结构图如 图1:

流制频 电控变器
ASR
2仿真模型

矢量变换是简化交流电动机复杂模型的重要数学方法，是交流电动机矢量控制的基础。 矢量变换包括三相静止坐标系和两相静止坐标系的变换，两相静止坐标系和两相旋转坐标系 的变换，以及直角坐标和极坐标的变换等。
（简称3s/2s变换）
在交流电动机中三相对称绕组通以三相对称电流可以在电动机气隙中产生空间旋转的 磁场，在功率不变的条件下，按磁动势相等的原则，三相对称绕组产生的空间旋转磁场可以 用两相对称绕组来等效，三相静止坐标系和两相静止坐标系的变换则建立了磁动势不变情况 下，三相绕组和两相绕组电压、电流和磁动势之间的关系。设为两相对称绕组的电流，为三 相对称绕组的电流，它们之间的变换关系为：
1
_ 1
_ 1
-2
-2
_ [2
V3
_V|
la
0
~T
r
，B
=CM
，B
Jo_
1
1
i
Jc _
}c_
(8)
（1）式中，是便于逆变换而增加的一相零序分量。C3/2为3s/2s变换矩阵。
（简称2s/2r变换）
两相静止绕组，通以两相平衡交流电流，产生旋转磁动势。如果令两相绕组转起来，且 旋转角速度等于合成磁动势的旋转角速度，则两相绕组通以直流电流就产生空间旋转磁动 势。从两相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换，称为两相旋转一两相静止变换，简称C变
换。其变换关系为:
⑼式中，为d-q坐标系d轴与坐标系轴之间的夹角，是d-q旋转坐标系的旋转角速度。
为两相旋转到两相静止坐标系的变换矩阵。即
C?r/
/2s
cos (p —sin 9
sin (p cos (p
(10)
对（3 ）式进行逆变换可以得到两相静止到两相旋转的变换矩阵为
c - c~l
cos (p sin (p
-sin (p cos (p

(11)
在得到三相静止坐标系到两相静止坐标系的变换和两相静止到两相旋转的变换矩
阵后，也可以得到二相静止坐标系到两相任意旋转坐标系的变换
(12)
式中，二相静止坐标系到两相任意旋转坐标系的变换矩阵为
coscp
cos(仞-120°)
cos(伊+ 120°)
— sin 9
-sin(伊一 120°)
-sin(仞+ 120°)
1
1
1
7T
2
3