《電機矢量控制技術》矢量控制綜述

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1、福建工程學院研究生課程論文課程名稱電機及其系統(tǒng)分析教師姓名研究生姓名研究生學號研究生專業(yè)電氣工程研究方向電力工程年級一年級所在學院信息學院日期2016年01月13日評語對課程論文的評語:平時成績：課程論文成績：總成績：評閱人簽名：矢量控制技術的發(fā)展以及在應用中的改善摘要：電機在很多場合得到了廣泛的使用，因為它具有的獨特優(yōu)點，例如它為現(xiàn)代運動控制系統(tǒng)提供了一種具有諸多優(yōu)點和適用廣泛的裝置。異步電機的動態(tài)數(shù)學模型是一個高階、非線性、強耦合的多變量系統(tǒng)。在上世紀70年代西門子工程師F.Blaschke首先提出異步電機矢量控制理論來解決交流電機轉(zhuǎn)矩

2、問題。矢量控制實現(xiàn)的基本原理是通過測量和控制異步電動機定子電流矢量，根據(jù)磁場定向原理分別對異步電動機的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進行控制，從而達到控制異步電動機轉(zhuǎn)矩的目的。關鍵詞：矢量控制,異步電機,解耦窗體頂端ABSTRACT:Inmanyoccasions,themotorhasbeenwidelyusedbecauseithasuniqueadvantages,suchasitprovidesalotofadvantagesandissuitableforawiderangeofmoderndevicehavingthemotioncontr

3、olsystem.Dynamicmathematicalmodeloftheinductionmotorisahighorder,nonlinear,stronglycoupledmultivariablesystems.Inthe1970s,SiemensengineersF.BlaschkefirstproposedinductionmotorvectorcontroltheorytosolvetheproblemoftheACmotortorque.Thebasicprincipleofvectorcontrolisachievedb

4、ymeasuringandcontrollingasynchronousmotorstatorcurrentvector,basedontheprincipleoffield-orientedasynchronousmotorexcitationcurrentandtorquecurrentcontrol,respectively,soastoachievethepurposeofcontrolofinductionmotortorque.窗體底端KeyWord：Vectorcontrol，Inductionmotor，Decoupling

5、0、序言異步電動機的數(shù)學模型是一個極其復雜的模型?？偟臍w結起來可以異步電機的動態(tài)數(shù)學模型是一個高階、非線性、強耦合的多變量系統(tǒng)[1]。而且在研究三相異步電動機的復雜的數(shù)學模型中，我們常常會做出以下幾方面的假設。第一，我們往往會忽略空間諧波。第二、忽略磁路飽和。并且假設它們的自感和互感都是線性的。第三、忽略鐵芯損耗。第四、不考慮頻率和溫度對繞組的影響。由于感應電動機的勵磁和電樞都是同一個繞組，所以轉(zhuǎn)矩和磁鏈之間就相對比較復雜。電磁轉(zhuǎn)矩的物理表達式為可以知道感應電動機各個參量相互耦合，這也是感應電動機難以控制的根本原因[2]。由于矢量控制具有轉(zhuǎn)

6、矩控制的線性特性，控制效率很高，調(diào)節(jié)器的設計也比較容易實現(xiàn)。而且，速度的調(diào)節(jié)較寬在接近零轉(zhuǎn)速時仍然可以帶動額定負載運行，具有良好的起制動性能，所以矢量控制技術才會被人們慢慢的所利用[3]。異步電機數(shù)學模型的電壓方程、磁鏈方程、轉(zhuǎn)矩方程和運動方程如下：電壓方程：磁鏈方程：轉(zhuǎn)矩方程：運動方程：0、矢量控制技術的發(fā)展矢量控制理論是由德國F.Blaschke首先提出。這一理論是從電機統(tǒng)一理論、機電能量轉(zhuǎn)換和矢量變換理論的基礎上發(fā)展起來的，基本思想是把異步電動機模擬轉(zhuǎn)化為直流電機來加以達到更好更簡便的控制[4]。在建立數(shù)學模型的時候一般都會按上述方法

7、將電機理想化。矢量控制在國際上一般多稱為磁場定向控制，也就是把磁場的方向作為坐標軸的基準方向，電動機電流矢量的大小、方向均由瞬時值來表示。這個理論是1968年Darmstader工科大學的Hasse博士初步提出的。在1971年德國西門子公司F.Blaschke博士等提出的“感應電機磁場定向的控制原理”和美國P.C.Custman與A.A.Clark申請的專利“感應電機定子電壓的坐標變換控制”奠定了矢量控制的基礎。這一階段，矢量控制并沒能完全進入工業(yè)運用中。在從20世紀80年代中期到20世紀90年代初期，歐洲電力電子會議（EPE）論文集中涉及

8、到矢量控制的論文占有很大比例。在這當中，德國SIEMENS公司、Aachen技術大學電力電子和電氣傳動研究院和德國Braunchweig技術大學W.Leonhard、R.Gabr