发布时间 : 星期五 文章运动控制系统思考题参考答案(_阮毅_陈伯时)(7)更新完毕开始阅读94ce58c653ea551810a6f524ccbff121dc36c5c9
额定负载时：气隙磁通全磁通
?ms??m??mr,Es?Eg?Er
?m 是由定子励磁绕组和转子绕组产生的，定子全磁通?ms 是定子绕组和转子绕组产生的，转子
是转子绕组产生的。
?mr 是转子磁通在转子绕组中的感应电动势，全磁通在每相绕组中的感应电动势。 5-5 （1）
ErEg 气隙磁通在是定子每相绕组中的感应电动势，
Es 是定子
（2）（3）
（4）
5-6
（1）考虑低频补偿时：
U?90%UsfNf?10%Us?3.96f?22
不考虑低频补偿时：
U?Usf?4.4ffN（2）
f=5Hz，
考虑补偿：
?1?2πf?10π?31.4
US?U?3.96f?22?41.83?np?Us22?1[Rs?'Rs2??12Lls?Lls]
Temax?不考虑补偿：
??2?282.07
US?U?4.4f?223?np?Us2
Temax?2?1[Rs?f=2Hz，
'Rs2??12Lls?Lls]??2?78.14?
?1?2πf?4π?12.563?np?Us22?1[Rs?
考虑补偿：
US?U?3.96f?22?29.92Temax?不考虑补偿：
'Rs2??12Lls?Lls]??2?435.65
US?U?4.4f?8.83?np?Us2
Temax?2?1[Rs?
5-7
˙'Rs2??12Lls?Lls]??2?37.69
˙˙定子磁通恒定：气隙磁通恒定：
US?RSIS?ES˙
˙˙US?(RS?j?1Lls)IS?Eg˙
˙˙转子磁通恒定：
若仅采用幅值补偿不可行，缺少相位的补偿。 5-8
共有8种开关状态。
(SA ,SB ,SC)=(0，0，0), (uA ,uB ,uC)=(-Ud/2,-Ud/2, -Ud/2)
US?[RS?j?1Lls?Lls]IS?Er?'?
us?uAO?uBO?uCO?2uAO?uBOej??uCOej2?3???0??(SA ,SB ,SC)=(1，0，0), (uA ,uB ,uC)=(Ud/2,-Ud/2, -Ud/2)
us?uAO?uBO?uCO?2uAO?uBOej??uCOej2?3?(SA ,SB ,SC)=(1，1，0), (uA ,uB ,uC)=(Ud/2,Ud/2, -Ud/2)
2Ud3
us?uAO?uBO?uCO?2uAO?uBOej??uCOej2?3???????(SA ,SB ,SC)=(0，1，0), (uA ,uB ,uC)=(-Ud/2,Ud/2, -Ud/2)
2j?Ude33
?2j23Ude3
us?uAO?uBO?uCO?2uAO?uBOej??uCOej2?3?(SA ,SB ,SC)=(0，1，1), (uA ,uB ,uC)=(-Ud/2,Ud/2, Ud/2)
us?uAO?uBO?uCO?2uAO?uBOej??uCOej2?3?(SA ,SB ,SC)=(0，0，1), (uA ,uB ,uC)=(-Ud/2,-Ud/2, Ud/2)
2j?Ude3
?2j43Ue3d ?2j53Ude3
us?uAO?uBO?uCO?2uAO?uBOej??uCOej2?3????????0(SA ,SB ,SC)=(1，0，1), (uA ,uB ,uC)=(Ud/2,-Ud/2, Ud/2)
us?uAO?uBO?uCO?2uAO?uBOej??uCOej2?32uAO?uBOej??uCOej2?3(SA ,SB ,SC)=(1，1，1), (uA ,uB ,uC)=(Ud/2,Ud/2, Ud/2)
us?uAO?uBO?uCO??
5-9
交流电动机绕组的电压、电流、磁链等物理量都是随时间变化的，如果考虑到它们所在绕组的空间位置，可以定义为空间矢量。定义三相定子电压空间矢量（k为待定系数）：
uAO?kuAOuBO?kuBOej?
三相合成矢量： 5-10
uCO?kuCOej2?
us?uAO?uBO?uCO?kuAO?kuBOej??kuCOej2?
us?RSiS?dψSdt
忽略定子电阻压降，定子合成电压与合成磁链空间矢量的近似关系为
us?当电动机由三相平衡正弦电压供电时，电动机定子磁链幅值恒定，其空间矢量以恒速旋转，磁链矢量顶端的运动轨迹呈圆形（简称为磁链圆）。 定子磁链矢量：
j(?t?φ)ψ??eSS
1dψSdt
j??t??φ?dψSdj??t?φ?j??t?φ?2??us???Se?j??e???e1S1Sdtdt定子电压矢量：
?1????11
5-11
若采用电压空间矢量PWM调制方法，若直流电压Ud恒定，要保持恒定，只要使△t1为常数即可。 输出频率越低，△t越大，零矢量作用时间△t0也越大，定子磁链矢量轨迹停留的时间越长。 5-12
按6个有效工作矢量将电压矢量空间分为对称的六个扇区，当期望输出电压矢量落在某个扇区内时，就用与期望输出电压矢量相邻的2个有效工作矢量等效地合成期望输出矢量。
按6个有效工作矢量将电压矢量空间分为对称的六个扇区，每个扇区对应π/3, 基本电压空间矢量的线性组合构成期望的电压矢量。期望输出电压矢量与扇区起始边的夹角。在一个开关周期 T0，u1的作用时间t1，
us?t1tu1?2u2T0T0t2Ud?23T0?j2Ude33
u2的作用时间t2，合成电压矢量
5-13
给定积分环节的原理与作用：
由于系统本身没有自动限制起动制动电流的作用，因此频率设定必须通过给定积分算法产生平缓的升速或者降速信号。
t?1T0??*??1???1(t)???1(t0)?????1(t0)???
5-14
?1??1*?t?tt0?1Ndt?up?1??1*t0?1Ndt?1??1*?down
sm 控制规律：1.转矩基本上与转差频率成正比，条件是气隙磁通不变，且s2.在不同的定子电流值时，按定子电压补偿控制的电压–频率特性关系控制定子电压和频率，就能保持气隙磁通恒定。
控制方法：保持气隙磁通不变，在s值较小的稳态运行范围内，异步电动机的转矩就近似与转差角频率成正比。
在保持气隙磁通不变的前提下，可以通过控制转差角频率来控制转矩，这就是转差频率控制的基本思想。 忽略电流相量相位变化的影响，仅采用幅值补偿
优缺点：
转速开环变频调速系统可以满足平滑调速的要求，但静、动态性能不够理想。采用转速闭环控制可提高静、动态性能，实现稳态无静差。需增加转速传感器、相应的检测电路和测速软件等。转速闭环转差频率控制的变压变频调速是基于异步电动机稳态模型的转速闭环控制系统。
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