超

,还需要很长的路要走。不过,由于电机控制系统技术的不断提高,电机控制系统的市场还有

更大的发展

,国内企业定将获得更多的市场份额。 

　　

 

　　

3 矢量控制的基本思路 

　　

 

　　对电机进行控制

,最重要的是要对转速进行控制,而转速的控制是通过对转矩的控制实现

的。通过控制定子磁势

Fs 模值大小或控制转子磁势 Fr 模值及他们在控制在空间的位置,就能

达到控制电机转矩的目的。控制

Fs 的模值大小,或控制 Fr 的模值大小,可以通过控制各相电

流的幅值大小来实现

,而在空间上的位置角 s、r,可以通过控制各相电流的瞬时相位来实现。因

此

,只要能够实现对异步电动机定子各相电流(iA,iB,iC)的瞬时控制,就能实现对异步电动机的

有效控制。

 

　　采用矢量变换控制方式是如何实现对异步电机定子电流的瞬时控制呢

?异步电动机三相

对称定子绕组中

,通入对称三相正弦交流电流 iA,iB,iC 时,则形成基波合成旋转磁势,并由他建

立相应的旋转磁场

ABC,其旋转的角速度等于定子电流的角频率 s。然而,产生旋转磁场不一

定非要三相绕组不可

,除单相外任意多相对称绕组,通入多相对称正弦电流,均能够产生旋转

磁场。一个具有位置互差

90o 两相定子绕组、,当通入两相对称正弦电流 i、i 时,则产生旋转磁

场。如果这个旋转磁场的大小

,转速及转向与上述三相交流绕组所产生的旋转磁场完全相同,

则可以认为上述两套交流绕组等效。由此可知

,处于三相静止坐标系上的三相固定对称交流

绕组

,以产生同样的旋转磁场为准则,可以等效为两相对称固定交流绕组,并且可知三相交流

绕组中的三相对称正弦交流

iA,iB,iC 与二相对称正弦交流电流 i、i之间存在确定的变换关系 

　　

 

　　

4 交流矢量控制仿真 

　　

 

　　根据矢量控制基本思路可以利用

Matlab/SIMULINK 软件,对电机交流控制系统进行仿

真。建立出来的系统模型如图所示。

 

　　在此系统模型中

,最重要的是电流调整器。电流调整器的作用是为了为其后所接的 IGBT

三相桥提供驱动信号。它将反馈得到的电流信号与电流给定值向比较

,得到电流信号的差值。

此差值通过一个继电器

,输出高低电平信号。这每一路信号都分别直接或是通过一个反门接

到同一个桥的上下桥臂上。这样就保证了同一桥的上下桥臂上加的是一个互补的驱动信号。
这就避免了同一桥的上的两个

IGBT 同时导通,防止了直通现象的产生,避免三相桥过热烧毁,

同时也使得各个器件能够有效导通。由此可以得到电磁转矩的波形

,如下图所示: 

　　通过仿真实验获得的上述仿真曲线可以看到仿真模型的与实际调速系统运动过程基本
吻合。充分验证了在异步电机矢量变换数学模型的基础上结合

MATLAB/SIMULINK 建立的

仿真模型的正确性。我们由此可以得到以下结论

: 

　　

(1)交流电机和直流电机共同的运动机械特性,是交流电机矢量控制的实质和关键。 

　　

(2)坐标变换从物理上必须遵守旋转磁场等效原则和功率不变原则,从数学上看就是通过

系统状态的相似变换

,达到状态重构和参数重构的目的,使数学模型变得简洁易解。 

　　

(3)磁链的观测认识矢量控制中的难点。由于直接测量存在着脉动分量等问题 ,现在大都

采用的是间接测量

,但仍然存在着其准确性易受参数变化的影响等问题。 

　　

(4)利用 MATLAB/SIMULINK 仿真,可以看出矢量控制交流电机可以得到非常良好的动

态性能。

 

　　

 

　　参考文献

 

　　

[1]  张胜涛,王莉.基于模糊自适应整定 PID 控制的交流电动机矢量控制系统.电气时