異步電動機按轉子磁鏈定向的矢量控制建模與仿真

《異步電動機按轉子磁鏈定向的矢量控制建模與仿真》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、萬方數(shù)據(jù)第罐(囂1l蠹期)(EXPLOSION—PROOFELECTRICMACHINE)防爆電機異步電動機按轉子磁鏈定向的矢量控制建模與仿真木喻多祥，祝國平上海海事大學物流工程學院，上海(200135)摘要建立了三相異步電動機的數(shù)學模型并進行化簡。介紹了轉子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)的原理及模型的建立，搭建了異步電動機矢量控制調(diào)速系統(tǒng)的Simulink模塊，并給出了仿真結果。結果表明，該系統(tǒng)其有良好的靜、動態(tài)性能和控制性能。關鍵詞三相異步電動機；轉子磁鏈計算模型；矢量控制系統(tǒng)；Simulink中圖分類號TM301．2TM34

2、3文獻標識碼A文章編號1008-7281(2009)01-0035-04ModelingandSimulationBasedonRotorFluxLinkageVectorControlofInductionMotorYuDuoxiangandZhuGuopingAbstractThemathematicalmodelof山i've．phaseinductionmotorisestabhshedandsimplified．Theprincipleandmodelofvectorcontrolsystemofrotorflu

3、xlinkageisintro．duced．Simuhnkmoduleofvectorcontrolregulationspeedsystemofinductionmotorissetupandsimulationresultis#yen．ItisshowedthatthissystemhasexceHentstatic—anddynamic—stateandcontrolperformance．KeywordsThree—phaseinductionmotor；rotorfluxlinkagecalculationmod

4、el；vec—torcontrolsystem；Simulink．0引言異步電動機的數(shù)學模型是—個高階、非線性、強耦合的多變量系統(tǒng)，雖然通過坐標變換可以使之降階并化簡，但并沒有改變其非線性、多變量的本質(zhì)，因此，需要異步電動機調(diào)速系統(tǒng)具有高動態(tài)性能時，!西須面向這樣—個動態(tài)模型。經(jīng)過多年的潛屯、研究和實踐，有幾種控制方案已經(jīng)獲得成功的應用，目前應用最多的方案有：(1)按轉子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)；(2)按定子磁鏈控制的直接轉矩控制系統(tǒng)。三相交流異步電機矢量控制理論用來解決交流電機轉矩控制問題。矢量控制實現(xiàn)的基本原理是通過測量

5、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c兀的勵磁電流和轉矩電流進行控制，從而達到控制異步電動機轉矩的目的。具體是將異步電動機的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場的電流分量(勵磁電流)和產(chǎn)生轉矩的電流分量(轉矩電流)分別加以黼0，并同時控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢量，所以稱這種控制方式為矢量控帶IJ：b--式?！虾Ｊ薪逃瘑T會科研創(chuàng)新項目(項目編號：2008089)．1異步電動機的數(shù)學模型?異步電動機的數(shù)學模型是一個高階、非線性、強耦合的多變量系統(tǒng)，所以在研究異步電動機的多變量非線性數(shù)學模型時，

6、常作如下假設：(1)忽略空間諧波，設三相繞組對稱，在空間中互差1200，所產(chǎn)生的磁動勢沿氣隙周圍按正弦規(guī)律分布；(2)忽略磁路飽和，認為各繞組的自感和互感都是恒定的；(3)忽略鐵心損耗；(4)不考慮頻率變化和溫度變化對繞組電阻的影響。如圖1所示，根據(jù)兩相同步坐標系和三相坐標系之間的關系，可以得到異步電動機在任意兩占F燦b妒噠、／口州1‰一V妙‘斜一擴J?C圖1三相異步電動機的物理模型35萬方數(shù)據(jù)防爆電機(EXPLOSION—PROOFELECTRICMACHINE)2009年第1期第44卷(總第146期)相同步旋轉坐標系d

7、-q下的磁鏈方程、電壓方程、轉矩和運動方程的數(shù)學模型。(1)磁鏈方程吼％L，00L，L。00L。L。00￡。L，00L，式中，L?！ё鴺讼刀ㄗ优c轉子同軸等效繞組間的互感；三，—由坐標系定子等效兩相繞組的自感；￡，一由坐標系轉子等效兩相繞組的自感。R。+L,ptodq,LI￡艘∞卻￡。一∞卻LR，+tp一‘D由，Lm三廿∞如—由坐標系相對于定子的角速度；∞卻一由坐標系相對于轉子的角速度。(3)轉矩和運動方程在由坐標系上的轉矩方程為Z=npL。(i叼i珂一iaiw)(4)運動方程與坐標變換無關，且為z=咒+丟×警其中，∞=山

8、卻一∞由r為電機轉子角速度。(5)(2)電壓方程根據(jù)坐標變換，得到了由坐標系電壓方程式，略去零軸分量后，可以寫成ILsd2R，i“+p哆d一∞由J哆gM叼=月，i叼+p吼+∞由J％Urd=R，l’rd+

9、P寥d一∞由，肇k比呵=R，i唧+p蟹7．呵+∞如蟹0(2)將式(1)的磁鏈方程式代人式(2)中，得