思考題等5-7章

1、第五章思考題5-1對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，為什么調(diào)壓調(diào)速的調(diào)速范圍不大？電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性越軟，調(diào)速范圍越大嗎？答：對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，普通籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓調(diào)速時(shí)的穩(wěn)定工作范圍為0ssn所以調(diào)速范圍不大。電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性越軟，調(diào)速范圍不變，因?yàn)閟m不變。5-2異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速時(shí)，為何要電壓協(xié)調(diào)控制？在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)，保持電壓恒定是否可行？為何在基頻以下時(shí)，采用恒壓頻比控制，而在基頻以上保存電壓恒定？答：當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)在基頻以下運(yùn)行時(shí)，如果磁通太弱，沒有充分利用電動(dòng)機(jī)的鐵心，是一種浪費(fèi)；如果磁通，又會(huì)使鐵心飽和，從而導(dǎo)致過大的勵(lì)磁電流，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)因繞組過熱而損壞電動(dòng)機(jī)。由此可見，最好是保持每極磁通量為額定值不變

2、。當(dāng)頻率從額定值向下調(diào)節(jié)時(shí)， 必須同時(shí)降低eg使 j = 4.44ns x kn x n =常值，即在基頻以下應(yīng)采用電動(dòng)勢頻fis率比為恒值的控制方式。 然而，異步電動(dòng)機(jī)繞組中的電動(dòng)勢是難以直接檢測與控制的。當(dāng)電動(dòng)勢值較高時(shí)，可忽略定子電阻和漏感壓降，而認(rèn)為定子相電壓uq定e。s g在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)，保持電壓恒定是不可行的。在基頻以上調(diào)速時(shí)， 頻率從額定值向上升高， 受到電動(dòng)機(jī)絕緣耐壓和磁路飽和的限制， 定子 電壓不能隨之升高，最多只能保持額定電壓不變， 這將導(dǎo)致磁通與頻率成反比地降低， 使得 異步電動(dòng)機(jī)工作在弱磁狀態(tài)。5-3異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速時(shí)， 基頻以下和基頻以上分別屬于恒功率還是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)

3、速方式？為 什么？所謂恒功率或恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，是否指輸出功率或轉(zhuǎn)矩恒定？若不是，那么恒功率或恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速究竟是指什么？答：在基頻以下，由于磁通恒定，允許輸出轉(zhuǎn)矩也恒定，屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”方式；在基頻 以上，轉(zhuǎn)速升高時(shí)磁通減小，允許輸出轉(zhuǎn)矩也隨之降低，輸出功率基本不變，屬于“近似的 恒功率調(diào)速”方式。5-4基頻以下調(diào)速可以是恒壓頻比控制、恒定子磁通、恒氣隙磁通和恒轉(zhuǎn)子磁通的控制方式，從機(jī)械特性和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方面分析與比較四種控制方法的優(yōu)缺點(diǎn)。答：恒壓頻比控制：恒壓頻比控制最容易實(shí)現(xiàn)， 它的變頻機(jī)械特性基本上是平行下移，硬度也較好，能夠滿足一般的調(diào)速要求，低速時(shí)需適當(dāng)提高定子電壓，以近似補(bǔ)償定子阻抗

4、壓降。在對(duì)于相同的電磁轉(zhuǎn)矩，角頻率越大，速降落越大，機(jī)械特性越軟，與直流電動(dòng)機(jī)弱磁調(diào)速相似。在基頻以下運(yùn)行時(shí)，采用恒壓頻比的控制方法具有控制簡便的優(yōu)點(diǎn)，但負(fù)載變化時(shí)定子壓降不同，將導(dǎo)致磁通改變，因此需采用定子電壓補(bǔ)償控制。根據(jù)定子電流的大小改變定子電壓，以保持磁通恒定。恒定子磁通：雖然改善了低速性能，但機(jī)械特性還是非線性的，仍受到臨界轉(zhuǎn)矩的限制。頻率變化時(shí)，恒定子磁通控制的臨界轉(zhuǎn)矩恒定不變。恒定子磁通控制的臨界轉(zhuǎn)差率大于恒壓頻比控制方式。恒定子磁通控制的臨界轉(zhuǎn)矩也大于恒壓頻比控制方式?？刂品绞骄枰ㄗ与妷貉a(bǔ)償，控制要復(fù)雜一些。恒氣隙磁通：雖然改善了低速性能，但機(jī)械特性還是非線性的，仍受到臨界

5、轉(zhuǎn)矩的限制。保持氣隙磁通恒定：eg-=常值，除了補(bǔ)償定子電阻壓降外，還應(yīng)補(bǔ)償定子漏抗壓降。與.11恒定子磁通控制方式相比較，恒氣隙磁通控制方式的臨界轉(zhuǎn)差率和臨界轉(zhuǎn)矩更大，機(jī)械特性更硬。控制方式均需要定子電壓補(bǔ)償，控制要復(fù)雜一些。恒轉(zhuǎn)子磁通：機(jī)械特性完全是一條直線，可以獲得和直流電動(dòng)機(jī)一樣的線性機(jī)械特性，這正是高性能交流變頻調(diào)速所要求的穩(wěn)態(tài)性能。5-5常用的交流 pwm有三種控制方式，分別為 spwm、cfpwm和svpwm,論述它們的基 本特征、各自的優(yōu)缺點(diǎn)。答：spwm:特征：以頻率與期望的輸出電壓波相同的正弦波作為調(diào)制波，以頻率比期望波高得 多的等腰三角波作為載波。由它們的交點(diǎn)確定逆變器開

6、關(guān)器件的通斷時(shí)刻，從而獲得幅值相等、寬度按正弦規(guī)律變化的脈沖序列。優(yōu)缺點(diǎn)：普通的 spwm變頻器輸出電壓帶有一定的諧波分量，為降低諧波分量，減少電動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，可以采用直接計(jì)算各脈沖起始與終了相位的方法，以消除指定次數(shù)的諧波。cfpwm:特征：在原來主回路的基礎(chǔ)上，采用電流閉環(huán)控制，使實(shí)際電流快速跟隨給定值。優(yōu)缺點(diǎn)：在穩(wěn)態(tài)時(shí)，盡可能使實(shí)際電流接近正弦波形，這就能比電壓控制的spwm獲得更好的性能。精度高、響應(yīng)快，且易于實(shí)現(xiàn)。但功率開關(guān)器件的開關(guān)頻率不定。svpwm:特征：把逆變器和交流電動(dòng)機(jī)視為一體，以圓形旋轉(zhuǎn)磁場為目標(biāo)來控制逆變器的 工作，磁鏈軌跡的控制是通過交替使用不同的電壓空間矢量實(shí)現(xiàn)

7、的。優(yōu)缺點(diǎn)：8個(gè)基本輸出矢量，6個(gè)有效工作矢量和2個(gè)零矢量，在一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，每個(gè)有 效工作矢量只作用1次的方式，生成正6邊形的旋轉(zhuǎn)磁鏈，諧波分量大，導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。用相鄰的2個(gè)有效工作矢量，合成任意的期望輸出電壓矢量，使磁鏈軌跡接近于圓。開關(guān) 周期越小，旋轉(zhuǎn)磁場越接近于圓， 但功率器件的開關(guān)頻率將提高。用電壓空間矢量直接生成三相pwm波，計(jì)算簡便。與一般的 spwm相比較，svpwm控制方式的輸出電壓最多可提 高 15%。5-6分析電流滯環(huán)跟蹤 pwm控制中，環(huán)寬h對(duì)電流波動(dòng)于開關(guān)頻率的影響。答：當(dāng)環(huán)寬h選得較大時(shí)，開關(guān)頻率低，但電流波形失真較多，諧波分量高；如果環(huán)寬小， 電流跟蹤性能好，但開

8、關(guān)頻率卻增大了。5-7三相異步電動(dòng)機(jī) y聯(lián)結(jié)，能否將中性點(diǎn)與直流側(cè)參考點(diǎn)短接？為什么?答：能。雖然直流電源中點(diǎn)和交流電動(dòng)機(jī)中點(diǎn)的電位不等，但合成電壓矢量的表達(dá)式相等。 因此，三相合成電壓空間矢量與參考點(diǎn)無關(guān)。可以將中性點(diǎn)與直流側(cè)參考點(diǎn)短接。5-8當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)由正弦對(duì)稱電壓供電，并達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，可以定義電壓向量u、電流向量i等，用于分析三相異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定工作狀態(tài)，4.2.4節(jié)定義的空間矢量與向量有何區(qū)別？在正弦穩(wěn)態(tài)時(shí)，兩者有何聯(lián)系？答：相量是從時(shí)間域的三角函數(shù)到復(fù)指數(shù)函數(shù)的映射，空間矢量是從空間域的三角函數(shù)到復(fù)指數(shù)函數(shù)的映射。相量的正弦性表現(xiàn)為時(shí)間域的正弦性，空間矢量的正弦性表現(xiàn)為空間域的正

9、弦性。從本質(zhì)看它們都是正弦性，但從形式上看，相量的正弦性還表現(xiàn)為復(fù)數(shù)在旋轉(zhuǎn)，而空間矢量的正弦性則僅表示原象在空間按正弦規(guī)律變化。當(dāng)然，也有旋轉(zhuǎn)的空間矢量，但此時(shí)空間矢量的旋轉(zhuǎn)性也是由于電流在時(shí)間上按正弦規(guī)律變化而引起的，并不起因于空間矢量本身的正弦性。5-9采用svpwm控制，用有效工作電壓矢量合成期望的輸出電壓矢量，由于期望輸出電壓 矢量是連續(xù)可調(diào)的，因此，定子磁鏈?zhǔn)噶寇壽E可以是圓，這種說法是否正確？為什么？答：實(shí)際的定子磁鏈?zhǔn)噶寇壽E在期望的磁鏈圓周圍波動(dòng)。n越大，磁鏈軌跡越接近于圓，但開關(guān)頻率隨之增大。由于 n是有限的，所以磁鏈軌跡只能接近于圓，而不可能等于圓。5-10總結(jié)轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率

10、控制系統(tǒng)的控制規(guī)律，若 us = f （叫，is）設(shè)置不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生什么影響？ 一般來說，正反饋系統(tǒng)是不穩(wěn)定的，而轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)具有正反饋的內(nèi)環(huán)，系統(tǒng)卻能穩(wěn)定，為什么？ 答：控制規(guī)律：1）在8s sm的范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)矩基本上與轉(zhuǎn)差頻率成正比，條件是氣隙磁通不變。2）在不同的定子電流值時(shí)，按定子電壓補(bǔ)償控制的電壓-頻率特性關(guān)系控制定子 電壓和頻率，就能保持氣隙磁通恒定。若us = f （叫，i s ）設(shè)置不當(dāng)，則不能保持氣隙磁通恒定。一般來說，正反饋系統(tǒng)是不穩(wěn)定的，而轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)具有正反饋的內(nèi)環(huán)，系統(tǒng)卻能穩(wěn)定，是因?yàn)檫€設(shè)置了轉(zhuǎn)速負(fù)反饋外環(huán)。習(xí)題5-1（1）t形等效電路：(2)sn

11、=曳=4% ni1 = 2，：f n = 3l4?ad / sc1 = 1rs j 屋：i l = 1.0231 j - ilmlm,usi 1n = i r =15.97 arr22二#rs +g +婿人 +gls )3i : r；pm = r- = 5964w s而=1 = 104.67?ad / snppmten = t - - = 56.98m1(3)io(4)臨界轉(zhuǎn)差率:sm臨界轉(zhuǎn)矩:tm2 1rsusrrlm21llsls=2.63?a2一 = 0.12222=155.982lsls-,1一irrsmrs212lls_ = 0.1222一 一，1調(diào)壓調(diào)速在1un:2 ntm23 n

12、 us p s: 38.992 1 rs一 一，2調(diào)壓調(diào)速在-un：3tm3 nu2p s2 t rs221lsls=69.32us4.44f1nskns隨定子電壓的降低而減小，屬于弱磁調(diào)速。額定電流下的電磁轉(zhuǎn)矩:tn23 npusr s22 22,1 sr r s 1 屋上us可調(diào)，電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比隨著定子電壓的降低而減小。帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，普通籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓調(diào)速時(shí)的穩(wěn)定工作范圍為0ssn,調(diào)速范圍有帶風(fēng)機(jī)類負(fù)載運(yùn)行，穩(wěn)定運(yùn)行范圍可以稍大一些0s 叫 - down5-14控制規(guī)律：1.轉(zhuǎn)矩基本上與轉(zhuǎn)差頻率成正比，條件是氣隙磁通不變，且缶s e 8sm2.在不同的定子電流值時(shí)，

13、按定子電壓補(bǔ)償控制的電壓-頻率特性關(guān)系控制定子電壓和頻率，就能保持氣隙磁通恒定?？刂品椒ǎ罕３謿庀洞磐ú蛔?， 在s值較小的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行范圍內(nèi)，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩就近似與 轉(zhuǎn)差角頻率成正比。在保持氣隙磁通不變的前提下，可以通過控制轉(zhuǎn)差角頻率來控制轉(zhuǎn)矩，這就是轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想。忽略電流相量相位變化的影響，僅采用幅值補(bǔ)償優(yōu)缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)速開環(huán)變頻調(diào)速系統(tǒng)可以滿足平滑調(diào)速的要求，但靜、動(dòng)態(tài)性能不夠理想。采用轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制可提高靜、動(dòng)態(tài)性能，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)無靜差。需增加轉(zhuǎn)速傳感器、相應(yīng)的檢測電路和測速軟 件等。轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制的變壓變頻調(diào)速是基于異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)模型的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)。5-15臨界轉(zhuǎn)差頻率: )rr

14、sm 1 llrrrlr=71.43最大的允許轉(zhuǎn)差頻率= 0.9 - m = 64.287?rad / ssmaxsm起動(dòng)時(shí)的定子電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩：定子電壓：us =cg smaxcusca = = 3.422smaxg - 起動(dòng)時(shí)的定子電流:起動(dòng)轉(zhuǎn)矩:temax = teq3npeg2“smaxrr2 3npeg s maxrr= 13550.511第六章思考題6-1異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速時(shí)需要進(jìn)行電壓（或電流）和頻率的協(xié)調(diào)控制，有電壓（或電流）和頻率兩種獨(dú)立的輸入變量。在輸出變量中，除轉(zhuǎn)速外，磁通也是一個(gè)輸出變量。異步電動(dòng)機(jī)無法單獨(dú)對(duì)磁通進(jìn)行控制，電流乘磁通產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速乘磁通產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢

15、，在數(shù)學(xué)模型中含有兩個(gè)變量的乘積項(xiàng)。三相異步電動(dòng)機(jī)三相繞組存在交叉耦合，每個(gè)繞組都有各自的電磁慣性，再考慮運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)電慣性，轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)角的積分關(guān)系等，動(dòng)態(tài)模型是一個(gè)高階系統(tǒng)。6-2異步電動(dòng)機(jī)三相數(shù)學(xué)模型中存在一定的約束條件。三相變量中只有兩相是獨(dú)立的，因此三相原始數(shù)學(xué)模型并不是物理對(duì)象最簡潔的描述。完全可以而且也有必要用兩相模型代替。兩相模型相差90才能切割d軸最大地產(chǎn)生磁通，產(chǎn)生電動(dòng)勢。相差 180不行，無法切 割d軸產(chǎn)生磁通。6-3三相繞組可以用相互獨(dú)立的兩相正交對(duì)稱繞組等效代替，等效的原則是產(chǎn)生的磁動(dòng)勢相等。功率相等不是變換的必要條件?？梢圆捎迷褦?shù)相等的交換原則。變換前后的功率不相等。6

16、-4旋轉(zhuǎn)變換的等效原則是磁動(dòng)勢相等。因?yàn)楫?dāng)磁動(dòng)勢矢量幅值恒定、勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，在靜止繞組中通入正弦對(duì)稱的交流電流，同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系以與磁動(dòng)勢矢量轉(zhuǎn)速相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，如果立在d軸上看，就是兩個(gè)通入直流而相互垂直的靜止繞組，所以同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的電流是直流電流。如果坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)速度大于或者小于磁動(dòng)勢矢量的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，繞組中的電流是交流量。6-5坐標(biāo)變換的優(yōu)點(diǎn)：與三相原始模型相比，3/2變換減少了狀態(tài)變量的維數(shù)，簡化了定子和轉(zhuǎn)子的自感矩陣。旋轉(zhuǎn)變換改變了定、轉(zhuǎn)子繞組間的耦合關(guān)系，將相對(duì)運(yùn)動(dòng)的定、轉(zhuǎn)子繞組用相對(duì)靜止的等效繞組來代替，消除了定、轉(zhuǎn)子繞組間夾角對(duì)磁鏈和轉(zhuǎn)矩的影響。 將非線性變參數(shù)的磁鏈方程 轉(zhuǎn)化

17、為線性定常的方程， 但卻加劇了電壓方程中的非線性耦合程度， 將矛盾從磁鏈方程轉(zhuǎn)移 到電壓方程中來了，并沒有改變對(duì)象的非線性耦合性質(zhì)。6-6矢量控制系統(tǒng)的基本工作原理：通過坐標(biāo)變換，在按轉(zhuǎn)子磁鏈定向同步旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系中，得到等效的直流電動(dòng)機(jī)模型。仿照直流電動(dòng)機(jī)的控制方法控制電磁轉(zhuǎn)矩與磁鏈，然后將轉(zhuǎn)子磁鏈定向坐標(biāo)系中的控制量反變換得到三相坐標(biāo)系的對(duì)應(yīng)量，以實(shí)施控制通過按轉(zhuǎn)子磁鏈定向， 將定子電流分解為勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量， 轉(zhuǎn)子磁鏈僅由定子電流勵(lì)磁 分量產(chǎn)生，電磁轉(zhuǎn)矩正比于轉(zhuǎn)子磁鏈和定子電流轉(zhuǎn)矩分量的乘積，實(shí)現(xiàn)了定子電流兩個(gè)分量的解耦。在按轉(zhuǎn)子磁鏈定向同步旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系中的異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型與直流電

18、動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)模型相 當(dāng)。6-7計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈的電流模型：基本原理：根據(jù)描述磁鏈與電流關(guān)系的磁鏈方程來計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈，所得出的模型叫做電流模型。優(yōu)缺點(diǎn)：需要實(shí)測的電流和轉(zhuǎn)速信號(hào)， 不論轉(zhuǎn)速高低時(shí)都能適用。 受電動(dòng)機(jī)參數(shù)變化的影響。 電動(dòng)機(jī)溫升和頻率變化都會(huì)影響轉(zhuǎn)子電阻，磁飽和程度將影響電感。 這些影響都將導(dǎo)致磁鏈幅值與位置信號(hào)失真， 而反饋信號(hào)的失真必然使磁鏈閉環(huán)控制系統(tǒng)的性能降低，這是電流模型的不足之處。計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈的電壓模型：基本原理：根據(jù)電壓方程中感應(yīng)電動(dòng)勢等于磁鏈變化率的關(guān)系，取電動(dòng)勢的積分就可以得到磁鏈。優(yōu)缺點(diǎn)：電壓模型包含純積分項(xiàng)，積分的初始值和累積誤差都影響計(jì)算結(jié)果，在低速時(shí)，定 子電阻壓

19、降變化的影響也較大。電壓模型更適合于中、高速范圍，而電流模型能適應(yīng)低速。 有時(shí)為了提高準(zhǔn)確度，把兩種模型結(jié)合起來。6-8直接定向：根據(jù)轉(zhuǎn)子磁鏈的實(shí)際值進(jìn)行控制的方法稱作直接定向。優(yōu)缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)子磁鏈的直接檢測比較困難，多采用按模型計(jì)算的方法。間接定向：利用給定值間接計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈的位置，可簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，這種方法稱為間接定向。優(yōu)缺點(diǎn)：用定子電流轉(zhuǎn)矩分量和轉(zhuǎn)子磁鏈計(jì)算轉(zhuǎn)差頻率給定信號(hào)*ist將轉(zhuǎn)差頻率給定子電流勵(lì)定信號(hào)加上實(shí)際轉(zhuǎn)速， 得到坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)角速度，經(jīng)積分環(huán)節(jié)產(chǎn)生矢量變換角。磁分量給定信號(hào)和轉(zhuǎn)子磁鏈給定信號(hào)之間的關(guān)系是靠式ism = 風(fēng)口中r建立的，比例微分環(huán)lm節(jié)在動(dòng)態(tài)中獲得強(qiáng)迫勵(lì)磁效應(yīng)，從而

20、克服實(shí)際磁通的滯后。磁鏈定向的精度受轉(zhuǎn)子參數(shù)的影響。6-9矢量控制系統(tǒng)通過電流閉環(huán)控制， 實(shí)現(xiàn)定子電流的兩個(gè)分量的解耦， 進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)矩與 轉(zhuǎn)子磁鏈的解耦，有利于分別設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速與磁鏈調(diào)節(jié)器； 實(shí)行連續(xù)控制，可獲得較寬的調(diào)速范 圍。按轉(zhuǎn)子磁鏈定向受電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響，降低了系統(tǒng)的魯棒性。直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)采用雙位式控制，根據(jù)定子磁鏈幅值偏差、電磁轉(zhuǎn)矩偏差的符號(hào)以及期望電磁轉(zhuǎn)矩的極性，再依據(jù)當(dāng)前定子磁鏈?zhǔn)噶克诘奈恢?，直接產(chǎn)生pwm驅(qū)動(dòng)信號(hào)，避開了旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，簡化了控制結(jié)構(gòu)。不可避免地產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，影響低速性能，調(diào)速范圍受到限制。6-106個(gè)有效工作電壓空間矢量，將產(chǎn)生不同的磁鏈增量。由于

21、六個(gè)電壓矢量的方向不同，有的 電壓作用后會(huì)使磁鏈幅值增大，另一些電壓作用則使磁鏈幅值減小，磁鏈的空間矢量位置也都有相應(yīng)變化。選擇電壓空間矢量的規(guī)則：d軸分量usd為“+”時(shí)，定子磁鏈幅值加大；為“-”時(shí)，定子磁鏈幅值減小；為“0”時(shí)，定子磁鏈幅值維持不變。q軸分量usq為“+”時(shí)，定子磁鏈?zhǔn)噶空蛐D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)差頻率增大，電流轉(zhuǎn)矩分量和電磁轉(zhuǎn)矩加大 為“-”時(shí)，定子磁鏈?zhǔn)噶糠聪蛐D(zhuǎn)，電流轉(zhuǎn)矩分量急劇變負(fù)，產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩； 為“0”時(shí)，定子磁鏈?zhǔn)噶客Ｔ谠兀D(zhuǎn)差頻率為負(fù)，電流轉(zhuǎn)矩分量和電磁轉(zhuǎn)矩減小。 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的原因：由于采用雙位式控制，實(shí)際轉(zhuǎn)矩必然在上下限內(nèi)脈動(dòng)；抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的方法： 對(duì)磁鏈偏差和轉(zhuǎn)矩偏

22、差實(shí)行細(xì)化，使磁鏈軌跡接近圓形，減少轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。6-11帶有滯環(huán)的雙位式控制器優(yōu)缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩和磁鏈的控制采用雙位式控制器，并在pwm逆變器中直接用這兩個(gè)控制信號(hào)產(chǎn)生輸出電壓，省去了旋轉(zhuǎn)變換和電流控制， 簡化了控制器的結(jié)構(gòu)。由于采用雙位式控制，實(shí)際轉(zhuǎn)矩必然在上下限內(nèi)脈動(dòng)。6-12直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)需采用兩相靜止坐標(biāo)計(jì)算定子磁鏈，而避開旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換。- s= (us .-rsisjdt定子磁鏈計(jì)算模型：，這是一個(gè)電壓模型，適合于以中高速運(yùn)行的-；sl = (us-rsis 3dt系統(tǒng)，在低速時(shí)的誤差較大，甚至無法應(yīng)用。必要時(shí)，只好在低速時(shí)切換到電流模型，但這時(shí)上述能提高魯棒性的優(yōu)點(diǎn)就不得不丟棄了。轉(zhuǎn)矩計(jì)

23、算模型：t = np（i s；-s; -is- s ：）由于磁鏈計(jì)算采用了帶積分環(huán)節(jié)的電壓模型，積分初值、累積誤差和定子電阻的變化都會(huì)影響磁鏈計(jì)算的準(zhǔn)確度。6-13矢量控制系統(tǒng)的控制方法：轉(zhuǎn)子磁鏈可以閉環(huán)控制也可以開環(huán)控制，轉(zhuǎn)矩連續(xù)控制，電流閉環(huán)控制。直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的控制方法：定子磁鏈閉環(huán)控制，轉(zhuǎn)矩雙位式控制，電流無閉環(huán)控制。習(xí)題6-1ia = i mcos(wt)2 二ib = i mc0s(wt -)32二、i c = i m c0s( wt)3im cos( wt )1 .-2ia2i b1 2 二、= _ 1m cos( wt)2i m cos( wt ),23- i m cos(

24、wt )、2i m(cos( wt)cos( -)sin( wt)sin(32 二t)21m cos( wt )1 3.,- i m：cos( wt)、2 sin( wt)3 sin( wt)兩相電流空間互差 90。，三相電流空間互差 120電角度。兩相電流幅值是三相電流的3倍。6-2-d| cos : sini cos id ：-sin i :3imcos(wt)cos :3imsin(wt)sin|i m cos(wt一）iq 二 一sin i :cos i3，m cos(wt)sin3l m sin( wt)cos 中|i m sin( wt當(dāng)明=切時(shí)，5=俎=8t：。，則id|l m

25、cos(wt 一 邛)2i m cos 平。iq|i m sin( wt|l m sin 中0isd2 iq23i2 m6-3按轉(zhuǎn)子磁鏈定向同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中狀態(tài)方程為:dtjlris；-；npjdtismdismlmdt-lslrtr22rsl2rrlmism listusm二 lsdistrsl2rl；.dt二 lslr9 i st二 lsl211ism二 ls坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)角速度:- -lm-iqtt- istr r假定電流閉環(huán)控制性能足夠好，電流閉環(huán)控制的等效傳遞函數(shù)為慣性環(huán)節(jié):sm smm4+1電流閉環(huán)控制asrlyn現(xiàn)工反 旋轉(zhuǎn) 變換 2r/2s2/3變換!jp轉(zhuǎn)子 磁鏈 計(jì)算電流跟隨p

26、wm控制穩(wěn)定性：轉(zhuǎn)子磁鏈環(huán)節(jié)為穩(wěn)定的慣性環(huán)節(jié)，可以采用閉環(huán)控制， 也可以采用開環(huán)控制方式； 而轉(zhuǎn)速通道存在積分環(huán)節(jié)，必須加轉(zhuǎn)速外環(huán)使之穩(wěn)定。6-4n - nnni1500 -1400 11500- 15100二，sn = sn 1 1 = sn 2 -t f n = rad / s15sm=j|i m 8s（wt -巧 =l m sin（ wt - 甲）sq=3 6.9=11.95ad rdt-11-trrlm ismt rdy.dtlrn；tryr trsmlmi stws = w1 - w=tryrtr0.2898=0.1092.658l2二- =1 一 一m0.283820.2940.28980.73176-5asr調(diào)節(jié)器:wsrkn( ns1)nskn( ns1)nsts十1nplmlr,rjsknnp2lm-r(-ns1)knnpl- rj nl取 h=5,ti = 0.001sht = 0.005 skn2h2t2kj nlrnp2lm-r120000120000 0.12840.0050.2898320.2838awr 調(diào)二v而:w = k ；( ；s1lm-s(tis1)(trs1)trlr _ 0.2898r 一 2.658=0.109取個(gè)=tr = 0.109.pts 1）s（ts + 1）kjmti = 0.001 s取 kt =