近代交流调速——第八讲 异步电动机的矢量控制

70年代初西门子公司F.Blaschke工程师首先提出交流电机磁场定向原理,并应用于异步电动机闭环控制系统中,你为矢量变换控制。这种控制方法本质上是把异步电动机的动态控制问题化简为他励直流电动机的动态控制问题。采用矢量变换控制的异步电动机调速系统,其静态和动态性能均与由变流器供电的直流双闭环调速系统相似。这种控制方法一提出就引起人们的普遍重视,目前采用矢量变换控制的高性能交流调速系统已得到广泛应用。 本文首先从物理概念出发阐述异步电动机矢量变换控制原理,导出矢量控制的基本方程式,最后介绍两种异步电动机矢量控制系统。     

基于RT-LAB的同步电动机矢量控制系统研究

轧钢主传动变频系统存在的一些控制故障长时间影响生产运行与设备安全,为分析、解决这些问题,自主建立了一套半实物实时仿真系统与变频传动试验设备用于研究。首先基于RT-LAB实时仿真系统设计出同步电动机气隙磁链定向矢量控制系统,然后构建交-直-交三电平变频主回路,并采用电励磁凸极同步电动机与异步电动机联轴对拖方式,实现额定转速空载及带负载运行试验,结果验证了系统具有良好的动态与静态特性。研究成果有助于解决现场变频系统的运行故障,并为变频装置产品开发打下坚实基础。     

交交变频器供电异步机主传动

我国第１套兆瓦级交交变频器供电异步电动机主传动控制系统已投入运行，它采用了基于转差频率法的按转子磁通定向的矢量控制系统。本文介绍该系统在现场测取矢量控制系统所需电机参数的方法，补偿转子电阻变化的方法以及当码盘损坏时使用测速机（无码盘）实现矢量控制的方法。     

纯电动汽车车载电源性能在环测试平台研究

为研究纯电动汽车车载电源性能,提出并搭建了由异步电动机和直流电动机组成的在环测试平台.异步电动机用来模拟纯电动汽车的牵引电动机,直流电动机用来模拟汽车行驶时的阻力和惯量,对异步电动机和直流电动机分别实施转速控制和转矩控制.分析了电动汽车行驶工况,给出了简单循环工况下参考转速、转距和功率.设计了异步电动机调速系统转速控制器和电流控制器,建立了异步电动机调速系统的数学模型,提出了基于自适应模糊神经网络控制的异步电动机调速系统.仿真和实验结果表明,基于自适应模糊神经网络控制的调速系统明显优于PID控制的交流调速系统,在环测试平台能够较好跟踪参考转速和参考转距的变化.     

基于DSP的交流感应电动机直接转矩控制系统

介绍了基于DSP的交流感应电动机直接转矩控制系统的硬件结构和软件设计，电压空间矢量的选择方法和故障诊断原理，并对系统的仿真结果和实验结果进行了分析。由于采用了高集成度的智能功率模块IPM作为逆变器，使得控制系统的体积大大缩小。本系统具有动态响应快、调速范围宽、可靠性高等特点。     

浅析日立传动异步电机转子磁场定向矢量控制模型

结合转矩特征图、电机电流矢量图、异步电动机转换回路、坐标变化和旋转图以及电压指令矢量图,分析日立传动异步电动机的控制模型,揭示其实质,以期较全面地了解日立传动异步感应电动机的矢量调速控制系统。     

感应电机直接转矩控制的仿真研究

根据直接转矩控制的基本原理,使用Matlab7.1软件建立了异步电动机直接转矩控制系统的仿真原理图.采用圆形磁链轨迹控制策略,根据开关状态查询表,对控制系统进行仿真研究,仿真结果体现了该控制策略的正确性和可靠性等优点.     

大功率轧机控制系统的分析与研究

目前,钢铁企业多采用交流调速的方法进行轧机的传动控制。本文的分析研究基于交—直—交变频的同步电动机矢量控制系统,通过仿真验证了同步电动机矢量控制系统的优越性,为轧机传动控制提供技术参考。     

异步电机矢量控制系统动态仿真方法

介绍了应用高级语言结合图形化工具仿真动态研究异步电机矢量控制系统的方法.异步电机模型、采用矢量控制策略的变频器模型和通用机械负载模型在simulink中建立并组合为完整的变频调速系统仿真模型.模型被转化嵌入到C++的主程序而得到可以进行全面、动态、可视化仿真的异步电机变频调速系统软件.测试结果表明该方法得到的仿真模型正确,软件功能多样,使用方便.     

异步电机定位控制方法研究

近几十年来,交流调速技术发展迅速,调速性能不断提高,高性能调速技术的出现为异步电动机的定位控制提供了良好的基础.本文采用非线性控制器结合矢量控制调速技术,设计了一个异步电机定位系统,可以实现异步电机在给定角位置的准确停车.仿真结果表明该系统性能良好.     

无速度传感器技术的现状与研究方向

对异步电动机的无速度传感器矢量控制系统中速度估计的研究现状进行了总结和概述，列举了研究热点，并就今后的发展方向提出了设想。     

大容量超高速双馈电机调速系统的仿真分析及研制

提出一种应用于大容量超高速(4000kW/3600r·min^-1)双馈变频调速控制方法,研制出相应的实际控制系统.根据系统中负载电机、大功率变流器和工程化矢量空间计算的离散数学模型,以PSIM6.0的SIMCAD环境为开发平台,建立起双馈电机变频调速矢量控制系统算法仿真平台,计算出相关的仿真结果,并以此为基础设计、研制出实际应用控制系统.6500MW冲击发电机机组实验运行结果表明,系统电流响应超调量小,激磁和转矩分量解耦,动态过程磁链平滑,验证了系统仿真模型的有效性.该控制系统具备与直流传动系统相同的优越动、静态品质.     

带有负载观测的异步电动机广义预测控制

提出了一种带有负载观测功能的异步电动机广义预测控制算法,在对系统动态模型分析的基础上建立了调速系统的受控自回归积分滑动平均模型.该控制算法给出了能够使下一次采样时刻的实际转速以最优特性跟踪下一时刻参考转速的广义预测控制律,并采用负载转矩观测器的前馈功能增强速度控制的抗干扰能力.仿真和实验结果表明,通过合理选择控制器参数,具有转矩预测功能的直接转矩控制系统在转速跟踪和抗扰能力方面得到一定提高.     

自级联式感应电动机控制系统的研制

描述了自级联式感应电动机的数学模型及其控制系统的结构,研制成功该类电机矢量控制系统样机.根据实验结果,分析了其动态和静态品质,得出此种类型电机控制系统完全可以达到与直流电动机控制系统相同性能的结论,提出了自级联式感应电动机进一步的应用前景.     

永磁同步电动机的三电平直接转矩控制

介绍了三电平空间矢量脉宽调制技术，并采用矢量变换、转子磁场定向控制、三电平空间矢量调制及直接转矩控制策略对一台永磁同步电动机进行了仿真。仿真结果表明，应用三电平空间矢量脉宽调制技术的永磁同步电动机直接转矩控制系统具有优异的性能。     

异步电机矢量控制系统的建模与仿真

介绍了异步电机空间矢量坐标交换及其对应的数学模型,应用SIMULINK构建了异步电机的矢量控制系统的仿真模型,并通过仿真研究了矢量控制系统的动态特性。     

一种基于DSP来实现的SVPWM算法

空间矢量脉宽调制（SVPWM）是控制交流异步电动机的一种控制方式.SVPWM技术应用于交流调速系统中不但改善了脉宽调制（PWM）技术存在电压利用率偏低的缺点而且具有转矩脉动小、噪声低等优点.针对SVPWM算法中的扇区判断与相邻矢量作用时间的求取,提出了一种用TMS320LF2407A型DSP芯片内置的硬件电路来实现SVPWM的算法,并给出了SVPWM整体的Matlab/Simulink仿真模型,仿真结果验证了本文所提算法的正确性和有效性.     

交流异步电动机矢量变频调速系统的建模与仿真

依据矢量控制的基本原理和方法,用Matlab/Simulink模块构建了一个基于转子磁场定向的旋转坐标系下的具有转矩、磁链闭环的交流异步电机矢量控制系统仿真模型,其速度控制器采用基于BP神经网络的PID原理设计,并且转矩和磁链的闭环也均采用带限幅的PI调节器,并对其进行仿真研究.仿真结果表明了该设计的可行性以及带有转矩和磁链闭环控制的控制系统具有良好的性能.     

新型变频控制系统设计思路及要点

介绍了用Ｉｎｔｅｌ的ＭＣＳ－９６系列１６位单片机８０Ｃ１９６ＫＣ实现系统的逻辑控制和与上位机的联系,用８０Ｃ１９６ＭＣ为中央处理单元进行矢量控制运算及生产ＳＰＷＭ调制信号,主回路采用绝缘栅双极性晶体管（ＩＧＢＴ）,组成了三相交流异步电动机的新型变频调速控制系统,对该控制系统的设计思路及要点进行了讨论。     

制氧同步电动机励磁控制系统消化吸收

介绍首钢集团总公司制氧厂3万m3氧气系统大功率同步电动机西门子PLC励磁控制系统的的硬件及网络构成,解读系统控制程序并整理出控制程序结构和程序块功能,了解大功率同步电动机励磁调节原理和大功率同步电动机起动条件及起动过程。在此基础上建立同步电动机起动及励磁的西门子PLC硬件仿真系统,通过对西门子硬件仿真系统研究和实际运行调试监测,掌握同步电动机的异步降压起动和同步电动机励磁调节实现。根据实际运行系统和硬件仿真系统调试运行的报警和故障信息,总结了大功率同步电动机报警和故障的处理措施及解决办法。