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转速、磁链闭环控制的矢量控制系统——直接矢量控制系统

时间:2015-09-19 19:16来源:www.eadianqi.com 编辑:自动控制网
图6-55用除法环节使 与 解耦的系统是一种典型的转速、磁链闭环控制的矢量控制系统, 模型在图中略去未画。转速调节器输出带 的除法环节,使系统可以在第6.7.2节最后指出的三个假定条件下简化成完全解耦的 与 两个子系统,两个调节器的设计方法和直流调速系统

   图6-55用除法环节使解耦的系统是一种典型的转速、磁链闭环控制的矢量控制系统,模型在图中略去未画。转速调节器输出带“”的除法环节,使系统可以在第6.7.2节最后指出的三个假定条件下简化成完全解耦的两个子系统,两个调节器的设计方法和直流调速系统相似。调节器和坐标变换都包含在微机数字控制器中。
    (1) 转速磁链闭环微机控制电流滞环型PWM变频调速系统

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    另外一种提高转速和磁链闭环控制系统解耦性能的办法是在转速环内增设转矩控制内环,如下图所示。
    图中,作为一个示例,主电路采用了电流滞环跟踪控制的CHBPWM变频器自动控制网www.eadianqi.com版权所有

图6-60 带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统

    工作原理
    转速正、反向和弱磁升速,
    磁链给定信号由函数发生程序获得。
    转速调节器ASR的输出作为转矩给定信号,弱磁时它还受到磁链给定信号的控制。
    在转矩内环中,磁链对控制对象的影响相当于一种扰动作用,因而受到转矩内环的抑制,从而改造了转速子系统,使它少受磁链变化的影响。
    五、 磁链开环转差型矢量控制系统——间接矢量控制系统
    在磁链闭环控制的矢量控制系统中,转子磁链反馈信号是由磁链模型获得的,其幅值和相位都受到电机参数变化的影响,造成控制的不准确性。

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    有鉴于此,很多人认为,与其采用磁链闭环控制而反馈不准,不如采用磁链开环控制,系统反而会简单一些。在这种情况下,常利用矢量控制方程中的转差公式(6-135),构成转差型的矢量控制系统,又称间接矢量控制系统。
    它继承了前面基于稳态模型转差频率控制系统的优点,同时用基于动态模型的矢量控制规律克服了它的大部分不足之处。图6-61绘出了转差型矢量控制系统的原理图,其中主电路采用了交-直-交电流源型变频器,适用于数千kW的大容量装置,在中、小容量装置中多采用带电流控制的电压源型PWM变压变频器。

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图6-61 磁链开环转差型矢量控制系统原理图
    系统的主要特点
    (1)转速调节器ASR的输出正比于转矩给定信号,实际上是
    由矢量控制方程式可求出定子电流转矩分量
    给定信号和转差频率给定信号,其关系为

    二式中都应除以转子磁链,因此两个通道中各设置一个除法环节。

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    (2)定子电流励磁分量给定信号和转子磁链给定信号之间的关系是靠式 (6-137)建立的,其中的比例微分环节

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    使在动态中获得强迫励磁效应,从而克服实际磁通的滞后。
    (3)经直角坐标/极坐标变换器K/P合成后,产生定子电流幅值给定信号和相角给定信号。前者经电流调节器ACR控制定子电流的大小,后者则控制逆变器换相的时刻,从而决定定子电流的相位。定子电流相位能否得到及时的控制对于动态转矩的发生极为重要。极端来看,如果电流幅值很大,但相位落后90°,所产生的转矩仍只能是零。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
    (4)转差频率给定信号按矢量控制方程式(6-135)算出,实现转差频率控制功能。
由以上特点可以看出,磁链开环转差型矢量控制系统的磁场定向由磁链和转矩给定信号确定,靠矢量控制方程保证,并没有实际计算转子磁链及其相位,所以属于间接矢量控制。

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