电动机转矩转速控制机电控制工程解析课件.pptx

1、2022年10月24日星期一12022年10月24日星期一22022年10月24日星期一3电系统uri耦合电磁场 eTem机械系统xTddedtddt2022年10月24日星期一4电系统uri耦合电磁场 eTem机械系统xTd四端模型：电端点对选（i，）机械端点对选（Tm，）独立变量对：（1）（，）（2）（i，）Wm磁场能量W m磁场同等能量2022年10月24日星期一52mmNiRN iRLi eiNi磁动势 H磁场强度 B（H）磁通密度（SB）磁通（N）磁链2022年10月24日星期一6eiUI 功率UIdt 能量UdtdmidWmdiW2022年10月24日星期一711 112 222

2、212 1LiM iL iM ie11 112 2212 2112 12Li diL i diM i diM i dii1e2i2磁场能量2022年10月24日星期一8e111212122(,0,)(,)mWi idii idi i1e2i2i10，互感项1211(,0,)nmkkkkWi iidi 2022年10月24日星期一91211(,0,)nmkkkkWi iidi 1211(,0,)nmmkkkkiWTi iidiconst1122(1)1jjjj jjj jnj nM iM iL iMiM i为使Tm 0，必须使上式中至少一个L或M 对的导数0因此有两类电动机：（1）L固定，M可变

3、固定磁阻电动机（至少两个回路）（2）M固定，L可变变磁阻电动机（一个回路即可）2022年10月24日星期一10u1u1u固定磁阻电动机 变磁阻电动机2022年10月24日星期一111njjjjkjkkjj kdidideidtidtdt互感电动势 自感电动势 速度电动势 （反电动势）2022年10月24日星期一12mmdWdiT d 0mmdWdiT d 旋转一周后状态复原mdiT d 2022年10月24日星期一13jj jjur ie()mddJTTdt2022年10月24日星期一14cosaLiSN?021cos2aimaaaWdiLiisinmmaWTi 2022年10月24日星期一1

4、52022年10月24日星期一16mT02mt aTK i线圈多到一定程度时2022年10月24日星期一17sinadideLdtdt线圈多到一定程度时aedideLKdtdtV/rad/s N m/AetKK2022年10月24日星期一18转矩平衡方程22t addJK iTdtaaa aediduR iLKdtdt电压平衡方程2022年10月24日星期一19220,0adidddtdtdtaa aeuR iKt adK iTaadeetuRTKK K2022年10月24日星期一20aadeetuRTKK K00adeuTK0abtauTKR0tanabetRTK KTmTb101ua1Tb

5、202ua2Tb303ua3uaTd0Td1ua1Td2ua22022年10月24日星期一21aaa aet addiuR iLKdtdJK iTdt()()()()()()()aaaetadLsR IsUsKsJssK IsT s2022年10月24日星期一221aLsRtK1Js()aIs()dT s()seK()aUs()()()()()()()aaaetadLsR IsUsKsJssK IsT s1aLsRtK1Js()aIs()adtLsRT sK()seK()aUs2022年10月24日星期一232()()()taadatetKLsRsUsT sJLsJR sK KK,aamaet

6、JRLTTRK K令21(1)()()()1eaaadmamtKT sRsUsT sT T sT sK2022年10月24日星期一24()tt2022年10月24日星期一252022年10月24日星期一26MG给定速度速度控制器电流控制器功放电流反馈速度反馈速度环电流环2022年10月24日星期一2711aaRT s tK1Js()aIs()dT s()seK()aUs()iiK G s()iU s(1)()iiiiiKsK G ss设并令iaT2022年10月24日星期一2811aaRT s tK1Js()aIs()dT s()s1eaiaKT sK T s(1)iiiKss()iU stK

7、1Js()aIs()dT s()s1eaiaKT sK T siaiKRs()iU s2022年10月24日星期一29tK1Js()aIs()dT s()s1eaiaKT sK T s11aT s()iU s1iK 若，0aaTR 并令则()adtRT sK()s1eaiaKT sK T staKR Js()iU s2022年10月24日星期一301()()()1()()eaidmttidaKRsU sT sT sKKU sT sJs R只和J有关，与Ta和Ke无关1()()()adtIsJssT sK()()/()aiaIsU sR s()()()tmtaiaKTsK IsU sR2022年

8、10月24日星期一31()tt2022年10月24日星期一322022年10月24日星期一33taKR1J s()dT s()sfKvK()vUs()iU s1()()(),1famevdmmvtvfKRT KsUsT sTT sK KK K 其中2022年10月24日星期一34taKR1J s()dT s()sfK(1)vvvKT sT s()vUs()iU s211()()()11vavvdfmvvvtvT sRT ssUsT sK T T sT sK K T s2022年10月24日星期一352022年10月24日星期一36SN170170SNDC2022年10月24日星期一372022

9、年10月24日星期一38112323+Vs-Vs120120SN312DCDC1232022年10月24日星期一39120120312123UVWiuiviw120120312123UVW120120312123UVW120120312123UVW120120312123UVW120120312123UVW2022年10月24日星期一402022年10月24日星期一412极无刷电机4极无刷电机2022年10月24日星期一422022年10月24日星期一432022年10月24日星期一442022年10月24日星期一452emmat aTpiK immdeppdtuvwuuuvuwvvvwvww

10、wwdididiuRiLMMedtdtdtdididiuRiLMMedtdtdtdididiuRiLMMedtdtdt2022年10月24日星期一46()()()uuuuvvvvwwwwdiuRiLMedtdiuRiLMedtdiuRiLMedt02()2()2aaaaaaemeRRdiURiLKdRLLMKptemddJTTdt2022年10月24日星期一47MG给定速度速度控制器电流控制器功放电流反馈速度反馈速度环电流环控制逻辑PS2022年10月24日星期一48120120312123iuiviwUVW2022年10月24日星期一492022年10月24日星期一50coscos(120)

11、cos(240)uAvAvAiitiitiit32jsuvwssAiiiii eiitUVWiuiviwr2022年10月24日星期一51(cossin)jssabsii rijiij三相 正交两相dq变换risibiaiqidcossinsincosdabqabiiiiii 2022年10月24日星期一52dqrLijLirisibiaiqiddjdtt()()dqqdrdideLL idtdtdij LL idt 2022年10月24日星期一53emr qt qTiK iemddJTTdtdddqqqqeddiuLRiL idtdiuLRiKL idttK1Js1LsR()qIs()dT

12、s()seK()qUs1LsR()dIs()dUs()()qLs Is()()dLs Is2022年10月24日星期一540dqqqeemt qidiuLRiKdtTK i如使190dddtdt2022年10月24日星期一55*0di*qiPIDPIDje2 3PWM逆变器MSPSje3 2diqiduquaububiaiuiviwiuuvuwu2022年10月24日星期一562022年10月24日星期一57UVWUVW2022年10月24日星期一582022年10月24日星期一59202022EIRjX转子感应电流12022EIRjX 折合到定子11S转差率R1R2E1E2jX1jX2202

13、2年10月24日星期一60U1I1R1jX1E1Zm2R2I2jX21SRS112222221SEEISRjSXRjXRS 22022,sin,dEtESEXSXdt2022年10月24日星期一61112222221SEEISRjSXRjXRS 22222221SPIRIRS发热作功222122222222112231133()emESRSTIRIRSSRS X2022年10月24日星期一62211122111,mmmRZRjXZjXZRjXS222111123()()()memmmZRTF SUZ ZZZZS力矩为S的函数，且非线性2022年10月24日星期一632121221122301,

14、()bERSTRX 212max21230,2emETRSTSXX 2022年10月24日星期一642022年10月24日星期一6511Econst111(1)SS21max1232ETX2022年10月24日星期一66TemTmax2022年10月24日星期一67条件：稳定运行时，S很小（约0.020.05），则可认为SX2R 2，则有211123,emETR 11,emtEconstTK如 2022年10月24日星期一68TemmaxTmaxTd2022年10月24日星期一69条件：不变Im不变22222122222()()()mmmRLLIIIIRL I10Im2022年10月24日星期

15、一70转速 控制器电流 控制器逆变器电流反馈I1*I1IMTG12022年10月24日星期一71UVWiuiviwrrisibiaiqid2022年10月24日星期一72risisqisdirirqird转子轴dq变换2022年10月24日星期一731.转子电压平衡方程20rrdR idt()rrrddjdttdt其中20rrdR it直轴分量2()0rqrdR idt交轴分量2022年10月24日星期一742.转子磁链方程222mrrm sdrdrdsdLL iL iiiLL 直轴分量220mm sqrqrqsqLL iL iiiL 交轴分量2222,mRrsdmRmRmdILiTITIdt

16、RL 励磁电流2sqmRmRiddtT I转子磁链角速度带入电压平衡方程可得2022年10月24日星期一753.定子电压平衡方程1sssdRiudt11()()ssdm rdsqm rqLiL ij LiL i其中2sdsdsdsqmRdidKRiLuLiIdtdtT直轴分量交轴分量sqsqsqsdmRdidRiLuLiKIdtdt式中222121222(),mmmLLLRRR LLKLLL2022年10月24日星期一764.电磁转矩emmR sqTKIiK1Js1LsR()sqIs()dT s()sK()sqUs1LsR()mRIs()sdUs()()mRsqLs Is()()mRsdLs Is()emTsL211T s2T2KT()mRs()sdIs2022年10月24日星期一77emT*mRi转矩 控制器磁链 控制器je2 3PWM逆变器IMTGje3 2sdisqi*sqi*sdi*sai*sbisbisaiuiviwi*ui*vi*wimRi转速 控制器磁链 发生器*211T sK2T*emT1s磁链模型2022年10月24日星期一78