电力拖动自动控制系统-运动控制系统(_阮毅_陈伯时)课后参考答案(15)

2020-12-24 21:48

转坐标系以与磁动势矢量转速相同的转速旋转,如果站在d轴上看,就是两个通入直流而相互垂直的静止绕组,所以同步旋转坐标系中的电流是直流电流。

如果坐标系的旋转速度大于或者小于磁动势矢量的旋转速度时,绕组中的电流是交流量。 6-5

坐标变换的优点:与三相原始模型相比,3/2变换减少了状态变量的维数,简化了定子和转子的自感矩阵。

旋转变换改变了定、转子绕组间的耦合关系,将相对运动的定、转子绕组用相对静止的等效绕组来代替,消除了定、转子绕组间夹角对磁链和转矩的影响。将非线性变参数的磁链方程转化为线性定常的方程,但却加剧了电压方程中的非线性耦合程度,将矛盾从磁链方程转移到电压方程中来了,并没有改变对象的非线性耦合性质。

6-6

矢量控制系统的基本工作原理:通过坐标变换,在按转子磁链定向同步旋转正交坐标系中,得到等效的直流电动机模型。仿照直流电动机的控制方法控制电磁转矩与磁链,然后将转子磁链定向坐标系中的控制量反变换得到三相坐标系的对应量,以实施控制

通过按转子磁链定向,将定子电流分解为励磁分量和转矩分量,转子磁链仅由定子电流励磁分量产生,电磁转矩正比于转子磁链和定子电流转矩分量的乘积,实现了定子电流两个分量的解耦。

在按转子磁链定向同步旋转正交坐标系中的异步电动机数学模型与直流电动机动态模型相当。 6-7

计算转子磁链的电流模型: 基本原理:根据描述磁链与电流关系的磁链方程来计算转子磁链,所得出的模型叫做电流模型。 优缺点:需要实测的电流和转速信号,不论转速高低时都能适用。受电动机参数变化的影响。电动机温升和频率变化都会影响转子电阻,磁饱和程度将影响电感。这些影响都将导致磁链幅值与位置信号失真,而反馈信号的失真必然使磁链闭环控制系统的性能降低,这是电流模型的不足之处。

计算转子磁链的电压模型:

基本原理:根据电压方程中感应电动势等于磁链变化率的关系,取电动势的积分就可以得到磁链。

优缺点:电压模型包含纯积分项,积分的初始值和累积误差都影响计算结果,在低速时,定子电阻压降变化的影响也较大。电压模型更适合于中、高速范围,而电流模型能适应低速。有时为了提高准确度,把两种模型结合起来。 6-8

直接定向:根据转子磁链的实际值进行控制的方法称作直接定向。

优缺点:转子磁链的直接检测比较困难,多采用按模型计算的方法。 间接定向:利用给定值间接计算转子磁链的位置,可简化系统结构,这种方法称为间接定向。 优缺点:用定子电流转矩分量和转子磁链计算转差频率给定信号 s

*

Lm*

i将转差频率给*st

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