电工技术学报

２００７年１１月

的多变量系统。在三相静止坐标系下，其数学模型

是一个非线性方程组，要分析和求解非线性方程组

是一个十分困难的问题，这就是感应电机在宽范围

内调速时其控制算法复杂、控制难度大的原因Ｈ】。

在转子磁场定向矢量控制中，当转速确定时，

经过线性坐标变换，在转子磁场定向的同步旋转坐

标系下，其电磁转矩表达式可以简化为”．６１

≈＝三３～鲁Ｉ‰Ｉ岛

（１）

≈２三～亡ｐｗｌ钿

Ԭ

式中ｋ——励磁电感

‰——电机极对数

￡。——转子电感

‘一转子励磁电流

‘ａ＿一定子电流在转子磁场定向的同步坐标

系中的ｑ轴分量

转子磁场定向的同步旋转坐标系中的磁通模型

简化为［４，６１

Ｈ＝羔

（２）

吐）珊＝嗥十啦

魄２南

（３）

式中

耳——转子时间常数，‘＝÷

＊

妇——定子电流在转子磁场定向的同步坐标

系中的ｄ轴分量

埘。广＿转子磁场同步旋转角速度

珊，——转子电气角速度

ｄ

，——微分算子，Ｊ＝＝

ｄｆ

从式（Ｉ）可以看出，经过线性坐标变换可以使

感应电机的转矩电流分量ｉ。。、励磁电流分量ｆｍｒ各

自独立的控制，就像他励直流电机可以独立控制电

枢电流‘和励磁电流ｉｆ一样。从而使矢量控制下的

感应电机具有与他励直流电机相同的调速性能。矢

量控制下的感应电机，在减小磁通值（减小励磁电

流分量）时，可咀进行弱磁控制，扩大调速范

围。

２．２转子时间常数耳的影响Ⅲ

在问接转子磁场定向控制中，转子时间常数对

磁场定向的影响非常大。转子时间常数的不准确将

导致ｄ轴和ｑ轴分量的不完全解耦，这将导致电机

损耗增加、系统效率降低、转矩脉动、系统调速性

能变差等问题。

≥：森

醛≯

图Ｉ参考坐标系

Ｆｉｇ．１

Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ

ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ

ｓｙｓｔｅｍ

假设转子时间常数偏离真实值（彳≠王），使转

子磁场ｄ＋轴方向偏离了真实转子磁场ｄ轴方向占角

度（如图１所示）。此时可以得到

小南

炸＝ｋ蠡

（４）

（５）

ｔ＝；唧昝鸭唾ｋ卜豳ｎ扎，

其动态过程中存在下列关系

求解式（７）的一阶线性微分方程组可以得到

△％、△帆，其为二阶状态变量，响应为欠阻尼的

衰减振荡，故在转子时间常数发生偏差后，△％、

△虬需要经过一段时间的振荡才能稳定，其问电磁

转矩必将随之发生振荡。另外由于△％、Ａ％的存

在，使得转子实际磁场定位角发生偏离，改变了理

想状态下的珊。和ｉ，。的线性关系。在理想情况下，ｉ“

和ｉ。。是相互独立的，因而能实现ｆ５ｄ和‰的独立控

制。在电机的恒转矩区，一般保持ｉ。ａ不变，通过调

节ｉ。来实现转矩控制。然而△％存在时，转子ｑ轴

上将产生磁场分量，因而破坏了在ｄ－ｑ轴上的解耦，

同时也将直接影响电机对０指令的瞬时跟踪能力。

由以上理论分析可知，转子时间常数在转子磁

场定向控制中具有较大的作用。在转子时间常数发

７

＾ｈ

里珥

ｋ

一

％

％

ｍ

啦

＋

一

％

％

Ａ

Ａ

●一耳，一Ｉ

一

一

＝

＝

％

％

Ａ

△

Ｐ

Ｐ

　

万方数据