基于MatlabSimulink的異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)仿真

1、 基于 Matlab/Simulink 的異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)仿真基于 Matlab/Simulink 的異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)仿真摘 要在異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型分析中以及矢量控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，利用Matlab/Simulink運(yùn)用建立模塊的思想分別組建了坐標(biāo)變換模塊、PI調(diào)節(jié)模塊、轉(zhuǎn)子磁鏈個(gè)觀測(cè)模塊、SVPWM等模塊，然后將這些模塊有機(jī)的結(jié)合，最后構(gòu)成了異步電動(dòng)機(jī)矢量控制的仿真模塊，并且進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果分別顯示了電機(jī)空載與負(fù)載情況下轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的動(dòng)態(tài)變化曲線，驗(yàn)證了該方法的有效性、實(shí)用性，為電機(jī)在實(shí)際使用中打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文主要研究異步電機(jī)在矢量控制下的仿真。使用Matlab/Simu

2、link中的電氣系統(tǒng)模塊(PowerSystem Blocksets)將其重組得到新的模型并對(duì)其仿真，最后分析仿真結(jié)果得出結(jié)論。關(guān)鍵詞: 異步電機(jī) 矢量控制 MATLAB/SIMULINK 變頻調(diào)速目 錄摘 要IAbstractII1 緒論11.1 電機(jī)及電力拖動(dòng)技術(shù)的發(fā)展概況11.2 異步電動(dòng)機(jī)的控制技術(shù)現(xiàn)狀31.3 仿真軟件的簡(jiǎn)介及其選擇51.4 論文的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排82 異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型92.1 異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型92.2 異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型122.3 本章小結(jié)143 矢量控制系統(tǒng)基本思路153.1 矢量控制的基本原理153.2 坐標(biāo)變換163.3 SVPWM調(diào)制.2

3、13.3本章小結(jié)234 異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)仿真244.1矢量控制系統(tǒng)模型244.2仿真結(jié)果與分析284.5本章小結(jié)335結(jié)論與展望345.1結(jié)論345.2后續(xù)研究工作的展望35參考文獻(xiàn)36致謝37201 緒論交流異步電動(dòng)機(jī)是一個(gè)非線性、強(qiáng)耦合、高階的多變量系統(tǒng)。有著復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，可以把他化為簡(jiǎn)單的線性結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，但是因?yàn)閯?dòng)態(tài)穩(wěn)定性的問(wèn)題，致使在分析中難以得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。直到20世紀(jì)80年代初德國(guó)西門(mén)子公司F.Blaschke等提出了矢量控制的方法12，大大提高了它穩(wěn)定性。所謂矢量控制就是以轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向，用矢量變換的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和磁鏈控制的完全解耦達(dá)到與直流電動(dòng)機(jī)一樣的調(diào)速性

4、能。異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)近幾十年的發(fā)展，其控制方法已經(jīng)漸漸地成熟。目前在對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制時(shí)，往往需要借助仿真，才能更精準(zhǔn)的了解控制系統(tǒng)，并且實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)中對(duì)電機(jī)的控制與調(diào)速。1.1 電機(jī)及電力拖動(dòng)技術(shù)的發(fā)展概況(1)異步電機(jī)的矢量控制1972年，德國(guó)學(xué)者Blascheke提出了一種新的解決方案，現(xiàn)在稱它為矢量控制。它分析電機(jī)的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型，在改變坐標(biāo)的方式下，把交流電動(dòng)機(jī)的定子電流分解成勵(lì)磁電流分量im和轉(zhuǎn)矩電流分量it，即模仿自然解耦的直流它勵(lì)電動(dòng)機(jī)的控制方式，對(duì)電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)矩分別進(jìn)行控制，以獲得類(lèi)似于直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。想要的到直流電機(jī)模型，多數(shù)采用由轉(zhuǎn)子磁鏈的同步旋轉(zhuǎn)坐

5、標(biāo)系時(shí)，把定子電流分解成勵(lì)磁分量與轉(zhuǎn)矩分量。改變了定子電流矢量在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下位置和大小，與此同時(shí)通過(guò)對(duì)勵(lì)磁電流分量和轉(zhuǎn)矩電流分量大小控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)矩的解耦控制。(2)異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制矢量變換控制理論的提出，直接使交流調(diào)速取代了直流調(diào)速，提高了學(xué)者們對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的研究熱情。80年代開(kāi)始了交流調(diào)速熱，也因?yàn)槭噶靠刂埔恍┬碌母牧嫉恼{(diào)速方案相繼出現(xiàn)。1985年另一位德國(guó)學(xué)者Depenbrock提出了種異步電動(dòng)機(jī)的直接自控制理論(Direct Self-Control )通常稱為直接轉(zhuǎn)矩控制法。他的特點(diǎn)是快速控制轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)差。它是在定子坐標(biāo)系下，通過(guò)矢量控制，對(duì)定子磁鏈方向，簡(jiǎn)單地通過(guò)檢測(cè)到的定子電

6、壓，直接就在定子坐標(biāo)系下計(jì)算與控制電動(dòng)機(jī)的磁鏈與轉(zhuǎn)矩，獲得轉(zhuǎn)矩的高動(dòng)態(tài)性能，由于定子磁鏈被磁鏈控制應(yīng)用，因而避開(kāi)了轉(zhuǎn)子勵(lì)磁時(shí)間常數(shù)。轉(zhuǎn)矩與定子磁鏈閉環(huán)均采用雙位式砰砰控制，一方面避免了控制信號(hào)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，使控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，另一方面可以獲得快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。但同時(shí)帶來(lái)了轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，調(diào)速范圍受限的缺點(diǎn)。它還有一個(gè)特點(diǎn)是逆變器采用不同的開(kāi)關(guān)元件，控制方法有所不同。逆變器方式采用電壓空間矢量控制，性能較優(yōu)越。除此之外，近幾年還發(fā)展了一些新的控制理論，如非線性控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制、智能控制等。(1)優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)1) 高效的計(jì)算能力，從復(fù)雜的計(jì)算中精簡(jiǎn)出來(lái)最優(yōu)算法；2) 強(qiáng)大的圖形處理系統(tǒng)，用戶可

7、以更快的分析自己的數(shù)據(jù)；3) 友好的人機(jī)交互界面，使用者更容易掌握；4) 豐富的工具箱，可以給用戶提供全面的輔助。(2)編程環(huán)境Matlab有大量的數(shù)據(jù)可以提供用戶使用，同時(shí)最新版本的軟件在工具箱方面也有了很大的提升。包括命令行窗口、編輯器、保存工作區(qū)、搜索路徑以及用戶瀏覽等。同時(shí)隨著Matlab在市場(chǎng)上的推廣，用戶的逐漸增多，在使用中用戶所反映出的問(wèn)題也使Matlab的編輯環(huán)境不斷升級(jí)，界面越發(fā)的人性化，人機(jī)交互界面也越發(fā)的簡(jiǎn)單，操作逐漸地簡(jiǎn)單。 (3)簡(jiǎn)單易用Matlab是一個(gè)高級(jí)的矩陣/陣列語(yǔ)言，它包含控制語(yǔ)句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入和輸出和面向?qū)ο缶幊烫攸c(diǎn)。新版本的Matlab語(yǔ)言是基于

8、最為流行的C+語(yǔ)言基礎(chǔ)上的，因此在語(yǔ)法方面，更加簡(jiǎn)單易懂。使一些非計(jì)算機(jī)人員也能快捷的使用。而且語(yǔ)言的可移植性強(qiáng)，這也是MATLAB能用被廣大用戶以及各類(lèi)科研者接受的原因。(4)強(qiáng)大處理Matla擁有700多個(gè)工程領(lǐng)域中需要的科學(xué)算法，是一個(gè)強(qiáng)大的計(jì)算合集，足以滿足廣大用戶的需求。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)驗(yàn)的積累與優(yōu)化，其科學(xué)的運(yùn)算法已經(jīng)成為很多工程領(lǐng)域最為常用的計(jì)算方法。通常情況下它可以代替很多的基礎(chǔ)算法，如C和C+語(yǔ)言，以至于在相同的要求下使用Matlab軟件可以是工作量大大減少。(5)圖形處理Matlab從開(kāi)始推廣之時(shí)就有著強(qiáng)大編程數(shù)據(jù)可視話的功能，最主要的特點(diǎn)是可以將矩陣同圖形的形式進(jìn)行表達(dá)。最新

9、版本的Matlab對(duì)整個(gè)的圖形處理進(jìn)行了全面的升級(jí)和完善，不僅在原有的可視化功能上得到了增強(qiáng)，而且還具備了其他一下軟件所不具備的功能。同時(shí)也在Matlab的圖形處理的用戶界面進(jìn)行了重新的布局與改善，使用戶用起來(lái)得到了更多的便捷，方便了很多初學(xué)者的使用。(6)程序接口Matlab因?yàn)橛袕?qiáng)大的語(yǔ)言數(shù)據(jù)庫(kù)，從而可以使用C/C+的數(shù)據(jù)庫(kù)，將自己的數(shù)據(jù)自行轉(zhuǎn)化為獨(dú)立于Matlab運(yùn)行的C/C+代碼。允許用戶自行編寫(xiě)和Matlab人機(jī)交互的語(yǔ)言。此外，Matlab網(wǎng)頁(yè)服務(wù)程序還容許在Web應(yīng)用中使用自己的Matlab數(shù)學(xué)和圖形程序。Matlab其最主要的特色在于他有一套自己的拓展系統(tǒng)和一組成為工具箱的程序

10、系統(tǒng)，工具箱是一個(gè)程序系統(tǒng)，它里面劃分了好多選項(xiàng)和分類(lèi)，這些分類(lèi)分別代表了絕大多數(shù)的學(xué)科和工程領(lǐng)域，用戶在使用時(shí)可以選擇自己的研究方向，可以做到省時(shí)省事省力。(7)軟件開(kāi)發(fā)1)在開(kāi)發(fā)環(huán)境方面，文件和圖形窗口可以被用戶更好的控制；2）在編程方面，可支持了函數(shù)嵌套、條件中斷等；3）在圖形化方面，其圖形標(biāo)注、處理功能，比其他開(kāi)發(fā)軟件更為強(qiáng)大；4）在輸入輸出方面，可以直接鏈接Excel和HDF5。2 異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型2.1 異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型(1)異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路在異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定時(shí)它的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型主要是由等效電路和機(jī)械特性組成的，兩者即有聯(lián)系，又有區(qū)別。穩(wěn)態(tài)等效電路描述了在一定的轉(zhuǎn)差

11、率下電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)電氣特性，而機(jī)械特性則表征了轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率的穩(wěn)態(tài)關(guān)系。異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路根據(jù)電機(jī)學(xué)原理46，在下述三個(gè)假定條件下：（1）忽略空間和時(shí)間諧波；（2）忽略磁飽和；（3）忽略鐵損。異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)模型可以用T形等效電路表示，如圖2-1所示。按照定義，轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系為 s=n1-nn1 (2-1) 或 s=(1-s)n1 (2-2)式中n1同步轉(zhuǎn)速，n1=60f1/np。f1為供電電源頻率；np為電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)。 圖2-1 異步電動(dòng)機(jī)T形等效電路RS RS定子每相繞組電阻和折合定子側(cè)的轉(zhuǎn)子每相繞組電阻 、定子每相繞組漏感和折合到定子側(cè)的轉(zhuǎn)子每相繞組漏感 勵(lì)磁電感，即定子每相繞組產(chǎn)

12、生氣隙主磁通的等效電感 US定子相電壓相量 US定子相電壓相量幅值 供電電源角頻率 (2-8)忽略式中分母的S項(xiàng)(此時(shí)的S很小)，則 (2-9)也就是說(shuō)，當(dāng)s很小時(shí)，轉(zhuǎn)矩近似與s成正比，機(jī)械特性 近似為一段直線，如圖(2-3)所示。當(dāng)s較大時(shí)，忽略分母中s的一次項(xiàng)和零次項(xiàng)，則 (2-10)即s較大時(shí)轉(zhuǎn)矩近似與s成反比，這時(shí)， Te=f(s)為以上兩段的中間數(shù)值時(shí)，機(jī)械特性從直線段逐漸過(guò)渡到雙曲線段，如圖2-3所示。異步電動(dòng)機(jī)由額定電壓Usn電，且無(wú)加電阻和電抗時(shí)的機(jī)械特性方程式為 (2-11)稱作固有特性或自然特性。 圖2-3 異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性2.2 異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型異步電動(dòng)機(jī)具有

13、很多性質(zhì)針對(duì)其非線性、強(qiáng)耦合、多變量的性質(zhì)，必需以動(dòng)態(tài)模型為出發(fā)點(diǎn)，分析異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁鏈控制規(guī)律，才可以取得高性能的動(dòng)態(tài)調(diào)速，研究好性能異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方案。2.2.1 異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的性質(zhì)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換最主要條件之一就是電磁耦合，通過(guò)電流與磁通的乘積產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，再由轉(zhuǎn)速與磁通的乘積得到感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，無(wú)論是哪一種電機(jī)皆是如此，但是因?yàn)榻涣麟姍C(jī)與直流電機(jī)的工作原理上的差異，它們?cè)诒磉_(dá)式上也存在很大的差別。勵(lì)磁繞組和電樞繞組在他勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)中是相互獨(dú)立的，勵(lì)磁電流和電樞電流單獨(dú)可控，若忽略對(duì)勵(lì)磁的電樞反應(yīng)或通過(guò)補(bǔ)償繞組抵消之。則勵(lì)磁和電樞繞組各自產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)在空間相差m/2，無(wú)交叉耦合。

14、氣隙磁通由勵(lì)磁繞組單獨(dú)產(chǎn)生，而電磁轉(zhuǎn)矩和磁通與電樞電流的乘積是真比關(guān)系。忽略弱磁調(diào)速的情況下，可以在電樞合上電源以前建立磁通，并維持勵(lì)磁電流恒定，這時(shí)的磁通就是不參加系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程。因此，電樞電流就可以控制電磁轉(zhuǎn)矩。而交流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型則不同，不能簡(jiǎn)單的采用同樣的方法來(lái)分析與設(shè)計(jì)交流調(diào)速系統(tǒng)，這是由于以下幾個(gè)原因:(1)異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型不僅僅是由輸入的電樞電壓和輸出的轉(zhuǎn)速兩個(gè)變量組成，還要加入輸入變量頻率和輸出變量磁通，因此異步電動(dòng)機(jī)是一個(gè)多變量的系統(tǒng)。(2)在控制異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，我們不能對(duì)單獨(dú)的控制其磁通，并不像直流電動(dòng)機(jī)一樣可以保持恒定的磁通。(3)三相異步電動(dòng)機(jī)定子三相繞組在空間

15、互差120，轉(zhuǎn)子也可等效為空間互差120的三相繞組，各繞組間存在交叉耦合，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)?？傊惒诫妱?dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)字模型是一個(gè)高階、非線性、強(qiáng)耦合的多變量系統(tǒng)。2.2.2 異步電動(dòng)機(jī)的三相數(shù)學(xué)模型在研究異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型時(shí)，作如下的假設(shè):(1)不考慮空間諧波，假設(shè)三相繞組對(duì)稱，在空間互差120電角度，所產(chǎn)生的動(dòng)勢(shì)沿氣隙按正弦規(guī)律分布；(2)不考慮磁路飽和，各繞組的自感和互感都是恒定的;(3)不考慮鐵損;(4)不考慮繞組因?yàn)轭l率變化和溫度變化所帶來(lái)的影響。無(wú)論異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子是繞線型還是籠型的，都可以將其等效成三

16、相繞線轉(zhuǎn)子，并折算到定子側(cè)，折算后的定子和轉(zhuǎn)子繞組匝數(shù)相等。異步電動(dòng)機(jī)三相繞組可以是Y連接，也可以是連接，以下均以Y 連接進(jìn)行討論。若三相繞組為連接，可先用-Y變換，等效為Y連接，然后，按Y 連接進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。三相異步電動(dòng)機(jī)的物理模型如圖2-4所示，定子三相繞組軸線A、B、C 在空間是固定的，轉(zhuǎn)子繞組軸線a、b、c以角轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。;例如以B 軸為參考坐標(biāo)軸，轉(zhuǎn)子軸和定子B 軸間的電角度為空間角位移變量。規(guī)定各繞組電壓、電流、磁鏈的正方向符合電動(dòng)機(jī)慣例和右手螺旋定則。圖2-4 三相異步電動(dòng)機(jī)的物理模型磁鏈方程異步電動(dòng)機(jī)本山的自感磁鏈和其他繞組對(duì)它的互感磁鏈之和組成了每個(gè)繞組的磁鏈，因此，六

17、個(gè)繞組的磁鏈可以由式2-12表示： (2-12)或?qū)懗?式中iA iB iC ia ib ic定子和轉(zhuǎn)子相電流的瞬時(shí)值； 各相繞組的全磁鏈。電壓方程三相定子繞組的電壓平衡方程為 (2-13) 與此相應(yīng)，三相轉(zhuǎn)子繞組折算到定子側(cè)后的電壓方程為 (2-14) 式中定子和轉(zhuǎn)子相電壓的瞬時(shí)值； 定子和轉(zhuǎn)子繞組電阻。2.3 本章小結(jié)本章的主要內(nèi)容是異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，第一節(jié)從等效電路和機(jī)械特性出發(fā)介紹與分析了基于穩(wěn)態(tài)等效電路的異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)模型。第二節(jié)首先討論異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型非線性、強(qiáng)耦合、多變量的性質(zhì)，在假設(shè)條件下，通過(guò)分析磁鏈方程和電壓方程論述異步電動(dòng)機(jī)三相原始動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，說(shuō)明了簡(jiǎn)化的必要性和

18、可能性。3 矢量控制系統(tǒng)基本思路3.1 矢量控制的基本原理以產(chǎn)生相同的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)作為矢量控制系統(tǒng)的基本準(zhǔn)則,想要達(dá)到磁通和轉(zhuǎn)矩的解耦控制，必須將異步電動(dòng)機(jī)在靜止三相坐標(biāo)系上的定子交流電流通過(guò)坐標(biāo)變換等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系上的直流電流,并且分別加以控制。即在M-T坐標(biāo)按照定子磁場(chǎng)定向后，im確定磁鏈的值，it則影響轉(zhuǎn)矩，與直流電機(jī)中的勵(lì)磁電流與電樞電流對(duì)應(yīng)，使問(wèn)題大大的簡(jiǎn)化，同時(shí)也解決了多變量、強(qiáng)耦合等問(wèn)題。3.1.1 矢量控制的基本思想在矢量空間內(nèi)，矢量變換控制系統(tǒng)是一種重要的控制系統(tǒng)7，其主要是將控制量的直流標(biāo)量通過(guò)坐標(biāo)變換轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣髁?，以此?lái)控制交流電機(jī)。直流電機(jī)要正常運(yùn)行，需要兩個(gè)磁鏈，勵(lì)

19、磁磁鏈和電樞磁鏈，這兩個(gè)磁鏈彼此垂直且是解耦的，這是因?yàn)榍罢呤峭ㄟ^(guò)勵(lì)磁電流產(chǎn)生的，后者是由電樞電流產(chǎn)生的。這就意味著，當(dāng)我們控制來(lái)控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩時(shí)，是不會(huì)受到影響的，同樣的，控制時(shí)，只會(huì)影響到，因此直流電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單8。3-1 矢量控制的原理圖通過(guò)坐標(biāo)變換的相關(guān)公式，便可以達(dá)到像直流電機(jī)那樣的特性，也就是我們可以把交流異步電動(dòng)機(jī)在三相靜止坐標(biāo)系下的定子交流電流,和轉(zhuǎn)換成M軸方向時(shí)刻與磁場(chǎng)一致的OMT坐標(biāo)系下的直流電流和。如果以鐵心為觀察點(diǎn)，并隨OMT一起旋轉(zhuǎn)，那么看到的就不是異步電機(jī)，而是以為勵(lì)磁電流，以為電樞電流的直流電機(jī)。我們可以把控制交流電機(jī)的信號(hào)進(jìn)行變換，變換成與直流電機(jī)

20、的信號(hào)相似9。矢量控制的基本原理如圖2-1所示。對(duì)異步電機(jī)的控制電流信號(hào)進(jìn)行分離，從中分離出轉(zhuǎn)矩電流信號(hào)和勵(lì)磁電流信號(hào)把,作為異步電機(jī)的控制信號(hào)。再經(jīng)過(guò)反變換，我們就可以由、變換得到、和，用它們?nèi)タ刂颇孀冸娐贰Ｍ瑯?，反饋信?hào)也可以用相同的方法進(jìn)行變換，用來(lái)對(duì)基本控制信號(hào)和進(jìn)行閉環(huán)控制。因?yàn)樵谏鲜鲎鴺?biāo)變換中所用到的都是空間矢量，所以該方法被稱作矢量控制系統(tǒng)。建立了上述的矢量控制系統(tǒng)，就可以在異步電機(jī)的控制中應(yīng)用直流電動(dòng)機(jī)控制的優(yōu)點(diǎn)，最終達(dá)到解耦控制的目標(biāo)10。3.1.2 直接矢量控制與間接矢量控制矢量控制有兩種方法:一種是直接法或反饋法;另一種是間接法或前饋法。兩者的本質(zhì)區(qū)分點(diǎn)在于單位矢量是怎樣

21、產(chǎn)生的。直接矢量控制是借助反饋磁鏈?zhǔn)噶啃盘?hào)引出了單位矢量，通過(guò)隱藏在電機(jī)內(nèi)部的霍爾元件或者使用檢測(cè)到的電壓和電流來(lái)得到磁通大小和方位。計(jì)算的基本原理是通過(guò)采樣獲得定子電流和電壓值，經(jīng)過(guò)坐標(biāo)變換后得到坐標(biāo)下的值，積分后得到轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶康闹担髮⒂^測(cè)值和參考值進(jìn)行比較，獲得定子磁通矢量的值11。間接矢量控制的單位矢量信號(hào)是以前饋的方式產(chǎn)生的。轉(zhuǎn)子磁通的位置不是通過(guò)直接計(jì)算或檢測(cè)得到的。而是通過(guò)傳感器得到了電機(jī)轉(zhuǎn)速，然后再借助得到的電流和磁鏈大小得到的轉(zhuǎn)差頻率，再經(jīng)過(guò)積分就可以獲得轉(zhuǎn)子磁鏈角度，這樣便可以作為下次變換時(shí)的變換角。間接矢量控制系統(tǒng)中沒(méi)有磁通傳感器，它的速度控制范圍可以很容易的從靜止（

22、s=0）擴(kuò)展到弱磁范圍。但是間接矢量控制是依據(jù)預(yù)先計(jì)算的途徑獲得磁鏈?zhǔn)噶浚恢媒莿t是通過(guò)電機(jī)數(shù)學(xué)模型得到的，所以電機(jī)參數(shù)對(duì)它的影響比較強(qiáng)。因此為了削弱參數(shù)變化的影響，一般對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行在線的轉(zhuǎn)子時(shí)間參數(shù)補(bǔ)償。直接矢量控制對(duì)轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)不做要求，因此多參數(shù)的變化不夠敏感，但是需要測(cè)量的數(shù)據(jù)也就相應(yīng)變多，也就是系統(tǒng)變得更為復(fù)雜 12。3.2 坐標(biāo)變換異步電動(dòng)機(jī)三相初始動(dòng)態(tài)模型十分復(fù)雜，分析和求解這組非線性方程也就變得十分困難。在實(shí)際應(yīng)用中必須使其變得簡(jiǎn)單，所以就要對(duì)其優(yōu)化，簡(jiǎn)化的基本方法就是坐標(biāo)變換。異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型之所以復(fù)雜，主要問(wèn)題在于有一個(gè)復(fù)雜的電感矩陣和轉(zhuǎn)矩方程，它們體現(xiàn)了異步電動(dòng)機(jī)的電磁耦

23、合和能量轉(zhuǎn)換的復(fù)雜關(guān)系。因此，要簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型，需從電磁耦合關(guān)系人手。3.2.1 三相-兩相變換(3/2變換)三項(xiàng)繞組A、B、C和兩相繞組、之間的變換，稱作三相坐標(biāo)系和兩相正坐標(biāo)系間的變換，簡(jiǎn)稱3/2變換。通過(guò)把三相靜止的物理變量變成兩相靜止或者運(yùn)動(dòng)的正交物理量也就完成了三兩坐標(biāo)和兩相坐標(biāo)系之間的相互變換。 圖3-2 三相-兩相變換圖3-2所示為三相兩相變換的示意圖。由于由三相坐標(biāo)表示的異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型十分復(fù)雜，因此希望可以對(duì)此模型進(jìn)行簡(jiǎn)化。從線性代數(shù)可知，對(duì)于三相三線的交流電動(dòng)機(jī)，有uA+uB+uc=0,iA+iB+ic=0 (3-1)即各組變量之間線性相關(guān)，因此可以將其化簡(jiǎn)用兩個(gè)線性獨(dú)立的

24、變量，也就是平面上的兩維坐標(biāo)表示，而最為簡(jiǎn)單的是用正交坐標(biāo)表示 圖3-3 三相、兩相坐標(biāo)系與繞組磁動(dòng)勢(shì)的空間矢量三相和兩相坐標(biāo)的空間矢量位置如圖3-3所示，圖中A, B, C表示電機(jī)三相互差120的定子繞組的坐標(biāo);而、則表示兩相靜止正交坐標(biāo)系，將軸與軸重合會(huì)更加的簡(jiǎn)單方便。FA、FB、FC表示互差120度的三相磁動(dòng)勢(shì)，F(xiàn)、F表示與空間彼此垂直的磁動(dòng)勢(shì)。根據(jù)在變換的前后磁動(dòng)勢(shì)相同這一原則，定子和轉(zhuǎn)子繞組的瞬時(shí)磁動(dòng)勢(shì)在、軸中的投影應(yīng)當(dāng)方向相同，即: (3-11)以上變換以電流為例子。根據(jù)所使用的條件可以驗(yàn)證，這些變換矩陣也適用于電壓變換、功率變換以及磁鏈變換。3.2.2 兩相-兩相旋轉(zhuǎn)變換（2S/

25、2R變換）從靜止兩相正交坐標(biāo)系到旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系的變換，稱作靜止兩相旋轉(zhuǎn)正交變換，簡(jiǎn)稱2S/2R變換，其中s表示靜止，r表示旋轉(zhuǎn)，變換的原則同樣是產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)相等。圖3-4 兩相-兩相旋轉(zhuǎn)變換圖3-4所示是兩相兩相旋轉(zhuǎn)變換(也叫做PARK變換)的示意圖。兩相兩相旋轉(zhuǎn)變換實(shí)際上是一種交流的變換，也就是兩相靜止坐標(biāo)系，和兩相旋轉(zhuǎn)d,q坐標(biāo)系或者M(jìn),T坐標(biāo)系的變換。把兩相靜止的物理量變換成兩相旋轉(zhuǎn)正交的物理量是其基本思路。圖3-5 兩相靜止、旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系以及磁動(dòng)勢(shì)(電流)空間矢量在圖3-5中，d, q繞組的直流磁動(dòng)勢(shì)分別對(duì)應(yīng)、分量，、繞組的交流磁動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值分別對(duì)應(yīng)i、i。規(guī)定1的方向?yàn)榻嵌鹊恼较颍?/p>

26、圖可見(jiàn)，i，i和id，iq 之間存在下列關(guān)系 (3-12)式中 (3-13)是兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到兩相靜止坐標(biāo)系的變換陣。可知該矩陣為正交矩陣。并且由于其行列式的值為“+1;，數(shù)學(xué)上被稱為的“第一類(lèi)正交矩陣”。對(duì)式3-12兩邊都乘以變換陣的逆矩陣，便可以得到 (3-14)則兩相靜止坐標(biāo)系變換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系2S/2R變換(或PARK變換)的變換矩陣為: (3-15)電流(磁動(dòng)勢(shì))的旋轉(zhuǎn)變換矩陣也適用于電壓旋轉(zhuǎn)變換矩陣以及磁鏈的旋轉(zhuǎn)變換矩陣。 3.3 SVPWM調(diào)制SVPWM是把逆變器和電機(jī)作當(dāng)作一個(gè)整體來(lái)分析的，著眼于如何使電機(jī)獲得幅值恒定的圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，即正弦磁通。準(zhǔn)確的說(shuō)，它以三相對(duì)稱正弦

27、波電壓供電時(shí)三相對(duì)稱電動(dòng)機(jī)定子的理想磁鏈圓為基準(zhǔn)，由三相逆變器不同的開(kāi)關(guān)模式所產(chǎn)生的實(shí)際磁鏈?zhǔn)噶咳ソ咏鶞?zhǔn)磁鏈圓，它們的結(jié)果取決于逆變器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，形成PWM波形。SVPWM具有很多優(yōu)點(diǎn)，其中電壓利用率高、轉(zhuǎn)矩脈沖小、易數(shù)字化、易實(shí)現(xiàn)是其主要優(yōu)點(diǎn)。目前在電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用13。圖3-6所示是一個(gè)典型的電壓型PWM逆變器原理簡(jiǎn)圖。這種逆變器可以保證電壓空間矢量圓形運(yùn)動(dòng)軌跡為目標(biāo)，利用其功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)狀態(tài)和順序組合、以及開(kāi)關(guān)時(shí)間的調(diào)整，可以產(chǎn)生諧波較少且直流電源電壓利用率較高的輸出較為穩(wěn)定。圖3-6三相電壓源型逆變器圖中的VT1VT6是六個(gè)功率開(kāi)關(guān)管a, b, c分別代表3個(gè)橋臂的開(kāi)關(guān)

28、狀態(tài)。規(guī)定:當(dāng)上橋臂開(kāi)關(guān)管“開(kāi)”狀態(tài)時(shí)(此時(shí)下橋臂開(kāi)關(guān)管是“關(guān)”狀態(tài))，開(kāi)關(guān)狀態(tài)為“1;當(dāng)下橋臂開(kāi)關(guān)管為“開(kāi)”狀態(tài)時(shí)(此時(shí)上橋臂開(kāi)關(guān)管是“關(guān)”狀態(tài))，開(kāi)關(guān)狀態(tài)為“00 3個(gè)橋臂只有1和。兩種狀態(tài)，因此a, b, c形成000, 001, 010,011, 100, 101, 110, 111共8種(23= 8)開(kāi)關(guān)模式。其中000和111開(kāi)關(guān)模式使逆變器輸出電壓為零，所以這兩種開(kāi)關(guān)模式為零狀態(tài)。當(dāng)零矢量作用于電機(jī)時(shí)不形成磁鏈?zhǔn)噶?而當(dāng)非零矢量作用于電機(jī)時(shí)，會(huì)在電機(jī)中形成相應(yīng)的磁鏈?zhǔn)噶?。開(kāi)關(guān)變量矢量a, b, cT和相電壓輸出矢量,T之間關(guān)系如下: (3-16)式中為直流母線電壓。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，

29、本電機(jī)控制系統(tǒng)中必須用到的量是在兩相靜止坐標(biāo)系下的，因此須要將其轉(zhuǎn)換到坐標(biāo)系中。根據(jù)Clarke變換原理與式(3-16)，可得開(kāi)關(guān)a, b, c相對(duì)應(yīng)的相電壓轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)系中的分量，轉(zhuǎn)換結(jié)果見(jiàn)表3.1和圖3-7。根據(jù)表3.1，計(jì)算得到的八個(gè)矢量成為基本電壓空間矢量。根據(jù)其相位角的特點(diǎn)將八個(gè)電壓矢量分別命名為、圖3-7給出了這8個(gè)向量在坐標(biāo)軸下分布情況，其中和為零矢量，位于中心；定義、之間為區(qū)間，定義、之間為，定義、之間為區(qū)間14。圖3-7 基本電壓空間矢量圖空間矢量PWM技術(shù)實(shí)質(zhì)上就是通過(guò)適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合基本空間矢量的開(kāi)關(guān)狀態(tài)來(lái)近似輸出的參考電壓矢量。在一個(gè)PWM周期內(nèi)，對(duì)于任意輸出的參考電壓矢量，都

30、可以由八個(gè)基本電壓矢量來(lái)合成。如圖3-7所示，當(dāng)電壓空間矢量在號(hào)區(qū)間，就可以由，來(lái)合成，它等于倍的和倍的的矢量和，其中和分別是和的作用時(shí)間。按照這種方式，在下一個(gè)周期內(nèi)，仍然使用和的線性時(shí)間組合，但作用的作用時(shí)間由和變?yōu)楹停鼈儽仨毚_保所合成的新的空間電壓矢量的幅值不變。這樣，在每一個(gè)內(nèi)，都改變相鄰基本空間矢量的作用時(shí)間，并確保所合成的電壓空間矢量的幅值都相等，當(dāng)足夠小時(shí)，電壓空間矢量的軌跡是一個(gè)近似的圓。因此，開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)狀態(tài)的線性組合可以合成平面上的任意電壓空間矢量。3.3 本章小結(jié)這一章主要探究了矢量控制的基本思路與原理，首先從理論出發(fā)，通過(guò)分析直接矢量控制與間接矢量控制的關(guān)系，分析矢量

31、控制的原理圖介紹了矢量控制的基本原理；緊接著通過(guò)坐標(biāo)圖與公式分別區(qū)分與介紹了三相-兩相變換變換和兩相-兩相變換，從完成了對(duì)坐標(biāo)變換的解析，即異步電機(jī)在同步旋轉(zhuǎn)MT坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型以及轉(zhuǎn)子磁鏈的計(jì)算和觀測(cè)方法。最后在簡(jiǎn)要分析SVPWM控制原理的基礎(chǔ)上，詳細(xì)推到了SPVWM的調(diào)制方法。 4 異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)仿真通過(guò)第三章的理論分析我們知道，三相交流異步電動(dòng)機(jī)只需要通過(guò)3/2變換(CLARK變換)、2S/2R變換(PARK變換)之后就可以的到像直流電動(dòng)機(jī)的電流分量，從而交流異步電動(dòng)機(jī)就可以相直流電動(dòng)機(jī)一樣來(lái)控制與分析。本章首從介紹各種模塊出發(fā)通過(guò)前兩章對(duì)理論基礎(chǔ)的分析，搭建出Matlab的仿真

32、模型然后進(jìn)行仿真。4.1 矢量控制系統(tǒng)模型 4.1.1 坐標(biāo)變換模塊坐標(biāo)變換模塊包括3/2變換, 2S/2R變換及其逆變換，由式子（2-10）、（2-11）、（2-14）可以得到轉(zhuǎn)變的模型如下圖4-14-4所示：圖4-1 Clarke變換模塊圖4-2 Clarke逆變換模塊圖4-3 Park變換模塊圖4-4 Park逆變換模塊4.1.2 PI調(diào)節(jié)模塊PI調(diào)節(jié)器有很多種，如調(diào)節(jié)PI調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)矩PI調(diào)節(jié)器、磁通PI調(diào)節(jié)器，這些調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)基本相同，包括比例、積分和限幅環(huán)節(jié)，但是他們的參數(shù)設(shè)置卻不同，轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)器模型如圖4-5所示。 圖4-5 轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)器模塊4.1.3 轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)模塊在兩相旋

33、轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下，根據(jù)轉(zhuǎn)子磁鏈定向的異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)的控制方程式，構(gòu)建轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)模塊圖如圖4-6所示：圖4-6 轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)模塊4.1.4 SVPWM模塊(1)電壓矢量所處扇區(qū)的判定模塊根據(jù)矢量控制系統(tǒng)圖中知，已知US,US根據(jù)計(jì)算出所處扇區(qū)，如圖4-7所示。圖4-7矢量所處扇區(qū)判斷模塊(2)扇區(qū)基本電壓矢量的工作時(shí)間計(jì)算模塊在計(jì)算基本電壓矢量工作時(shí)間過(guò)程中，以兩相靜止坐標(biāo)系下、軸分量與, PWM的周期。扇區(qū)號(hào)N以及直流母線電壓作為模塊的輸入。圖4-8 X、Y、Z計(jì)算模塊圖可以建立計(jì)算中間變量X、Y、Z的仿真模型如圖4-8所示。并且可以建立計(jì)算各個(gè)扇區(qū)基本電壓空間矢量工作時(shí)間和的仿真模型如圖

34、4-9所示，在4-9的右側(cè)加入了判斷模塊。圖4-9 各扇區(qū)、時(shí)間模塊圖(3)PWM波開(kāi)關(guān)切換時(shí)間圖 4-10 開(kāi)關(guān)切換時(shí)間模塊此模塊以PWM的周期、扇區(qū)號(hào)N以及扇區(qū)基本電壓空間矢量工作時(shí)間和作為模塊的輸入。(1)SVPWM波形生成模塊本論文仿真模塊采用三角波進(jìn)行調(diào)制，并將三角波的周期定為定時(shí)器周期。將三角波與切換時(shí)間、比較。調(diào)制出SVPWM波,仿真生成模塊如圖4-11表示。圖4-11 SVPWM生成模塊圖SVPWM模塊及其仿真由上述圖4-84-11的模塊圖，得到如圖4-12所示的SVPWM仿真模塊。圖4-12 SVPWM仿真模塊4.2 仿真結(jié)果與分析 圖4-12 Matlab/Simulink

35、異步電動(dòng)機(jī)矢量控制仿真建模整體框圖(1)空載情況分析轉(zhuǎn)子磁通的給定值為0.95Wb，負(fù)載為零，轉(zhuǎn)速初值為130rad/s，0.5s后變?yōu)?0rad/s，仿真結(jié)果如圖4-134-15所示，在圖4-13中空載啟動(dòng)的一瞬間電機(jī)電流峰值達(dá)到了35.6A，有效值為22.1A，啟動(dòng)電流是額定電流6.5A的3.4倍，通常情況下啟動(dòng)電流不會(huì)超過(guò)額定電流的67倍，因此該啟動(dòng)電流在可以承受的范圍之內(nèi)。圖4-13 定子A相電流波形圖4-14 電磁轉(zhuǎn)矩波形(a) 圖4-14是電磁轉(zhuǎn)矩的波形圖，從中可以看到啟動(dòng)最大轉(zhuǎn)矩為34N.m，額定轉(zhuǎn)矩為20.1N.m,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩是額定轉(zhuǎn)矩的1.69倍，通常情況下電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩不能超

36、過(guò)電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的2倍，所以啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩在電機(jī)可以承受的范圍以內(nèi)。還可以看出空載穩(wěn)定時(shí)轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)幅值為0.53N.m，是額定轉(zhuǎn)矩的0.016倍，說(shuō)明空載轉(zhuǎn)矩偏小。圖4-15 轉(zhuǎn)速波形圖4-15是轉(zhuǎn)速波形圖，從中可以看出電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)?到130rad/s的調(diào)整時(shí)間為0.075 s，從130rad/s到80rad/s的調(diào)整時(shí)間0.05s，上升的曲面較為平滑，上升到130rad/s的0.5秒中也是一條直線，且在將為80rad/s后也沒(méi)有出現(xiàn)什么波動(dòng)，說(shuō)明矢量控制電機(jī)速度特性達(dá)到了實(shí)驗(yàn)的要求。(2)負(fù)載情況分析如圖4-164-18所示，轉(zhuǎn)速設(shè)定為120rad/s，在0到0.5s輸入了負(fù)載為斜坡的信號(hào)，其最大值為

37、15N. m，從圖上可以看出電流值因?yàn)樾逼滦盘?hào)的輸入也在逐漸的增加，在穩(wěn)定時(shí)的電流峰值為8.70A，其有效值為6.15 A，在額定電流的范圍之內(nèi)。圖4-16 定子A相電流波形圖4-17 電磁轉(zhuǎn)矩波形圖4-17是在載入負(fù)載后的電磁轉(zhuǎn)矩波形，如圖所示，一開(kāi)始轉(zhuǎn)矩在逐漸的上升然后趨于平穩(wěn)，但是在1s時(shí)，負(fù)載突然轉(zhuǎn)變?yōu)?，這是電流直接下降，可得轉(zhuǎn)速波形的超調(diào)量1.66%。圖4-18 轉(zhuǎn)速波形 圖4-18是在負(fù)載情況下的轉(zhuǎn)速波形，從圖形上看一開(kāi)始在1.5s時(shí)，輸入負(fù)載為15N. m的階躍信號(hào)，這時(shí)的電流一直在上升，但是轉(zhuǎn)速卻有點(diǎn)下降，之后幾部沒(méi)有太大的浮動(dòng)，當(dāng)電流穩(wěn)定是其峰值為8.65 A，有效值6.1

38、2A在額定電流之內(nèi);而轉(zhuǎn)速曲線此時(shí)的超調(diào)量為1.5%。 圖4-19 定子A相電流波形當(dāng)負(fù)載為正弦輸入時(shí)，其仿真結(jié)果如圖4-194-21所示，圖4-19是定子A相電流波形，分析電流波形看一看出，在12s的時(shí)間段里加入的正弦負(fù)載信號(hào)的幅值為5N.m，頻率為50Hz，其輸出電流幅值為9.15A,有效值為6.49A，是在額定電流范圍內(nèi)的。圖4-20電磁轉(zhuǎn)矩波形圖4-20是電磁轉(zhuǎn)矩的波形，因?yàn)樵?.5s時(shí)加入了介于信號(hào)，定子的電流突然增加，從圖中可以清楚的看出在0.5s是轉(zhuǎn)矩垂直上升，超調(diào)量為1.26，電磁轉(zhuǎn)矩輸出與輸入正弦信號(hào)對(duì)應(yīng)，輸出的轉(zhuǎn)速波形的波動(dòng)量為0.25%。圖4-21 轉(zhuǎn)速波形 圖4-21是

39、轉(zhuǎn)速波形，從圖形上看與負(fù)載是階躍輸入和斜坡輸入時(shí)的轉(zhuǎn)速圖幾乎相同，也是開(kāi)始的時(shí)候快速上升之后趨于平穩(wěn)，電磁轉(zhuǎn)矩輸出與輸入正弦信號(hào)對(duì)應(yīng)，輸出的轉(zhuǎn)速波形的波動(dòng)量為0.25%。通過(guò)搭建模塊在Matlab/Simulink環(huán)境，使用SVPWM方式調(diào)制的矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，不難看出在空載調(diào)速時(shí)其啟動(dòng)電流，轉(zhuǎn)矩以及調(diào)速性能都符合基本的要求。4.5 本章小結(jié)本章在Matlab/Simulink環(huán)境下，首先在構(gòu)建二相靜止坐標(biāo)下異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上介紹了幾個(gè)在本設(shè)計(jì)中需要用到的模塊，并且進(jìn)行了組裝，建立了基于電壓空間矢量脈寬調(diào)制的異步電機(jī)矢量控制模型，通過(guò)產(chǎn)生的仿真圖，分別對(duì)啟動(dòng)電流、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速進(jìn)行了分析，最后成功驗(yàn)真了所建模塊的正確性。5 結(jié)論與展望5.1 結(jié)論電機(jī)控制技術(shù)能有現(xiàn)在的成就和微電子以及電力電子有著密不可分的關(guān)系