永磁电机矢量控制技术与应用课件.ppt

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一、矢量控制基础
——由来、趋势、矢量含义、坐标变换、基本思想
二、永磁电机动态数学模型与基本控制方法
——假定条件与状态方程、基本特性、控制方法
三、永磁电机矢量控制系统与分析
——系统框图、各部分说明
四、永磁电机矢量控制系统在电动汽车中的应用
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矢量控制基础——矢量控制技术的由来
交流变频技术发展过程按其控制方式可分为四代:
第1代——V/f恒定和正弦脉宽调制(SPWM)控制
第2代——电压空间矢量控制(又称SVPWM、磁通轨迹法)
第3代——矢量控制
第4代——直接转矩控制
矢量控制硬件基础:20世纪60年代起,微处理器、大规模集成电路等微电子技术、快速电力半导体变流装置迅速发展;
矢量控制理论基础:20世纪70年代初期两项突破性研究成果:
“感应电机磁场定向的控制原理”;
“感应电机定子电压的坐标变换控制”;
2
高压大容量矢量控制变换装置的研制:多电平,10MVA
数字电流控制系统的高速化;
电机的非线性补偿:参数饱和,铁耗估算与补偿
最大效率控制;
调速范围拓展;
参数的在线检测;
无位置传感器的矢量控制速度观测:MRAS
矢量控制基础——永磁电机控制技术的发展方向
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三相/2相变换:根据变换前后功率不变的约束条件,以定子电流为例:
矢量控制基础——坐标变换
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旋转变换:根据变换前后功率不变的约束条件,以定子电流为例:
矢量控制基础——坐标变换
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矢量控制基础——图解各变量之间关系
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永磁电机动态数学模型与基本控制方法——假定条件与状态方程
以三相两极永磁无刷电机为例,分析永磁无刷电机的一般化数学模型,并作如下假设:
(1)定子绕组Y形接法,三相绕组对称分布,各绕组轴线在空间互差120º;
(2)忽略定子铁心和转子铁心的涡流损耗和磁滞损耗;
(3)采用饱和参数近似计算磁路饱和效应的影响;
(4)定子绕组参数不随温度和频率变化。
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定子电压方程矩阵形式:
永磁电机动态数学模型与基本控制方法——假定条件与状态方程
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能量法:永磁无刷电机运行时,当外电源注入电机的电流恒定,电机的轴输出功率和定子磁场中能量的增量分别等于外电源注入电机的净功率的一半:
虚位移原理:保持三相定子电流不变时,采用电角度代替广义位移时,广义力便为电机的轴输出电磁转矩:
永磁电机动态数学模型与基本控制方法——假定条件与状态方程
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经坐标变换,得到:
永磁电机动态数学模型与基本控制方法——假定条件与状态方程
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