4.交流牵引电机控制.pdf

1、电机调速控制系统二一电机电机等值电路等值电路 R、Xls分别为定子侧电阻和漏抗；Rr、Xlr为转子回路折算到定子侧的电阻和漏抗；Xm为激磁回路电抗；s为转差率lrX/rRsmXsRlsXsUgEsIrImIrE电机转矩电机转矩-转速特性和定子电流转速特性和定子电流-转速特性转速特性00.20.40.60.81020040060080010001200140016001800100200300400500600700800900Unit speedGeneral Torque-speed and Current-speed CharacteristicsTorque Tm(Nm)Current

2、I1(A)currentTorqueTmaxTminTnomTstart恒压恒压/频比变频控制时电机转矩频比变频控制时电机转矩-转速特性转速特性05001000150020002500300035000500100015002000250030003500Torque Tm(Nm)Speed n(r/min)Decreasing frequencyTorque-speed curve for supplies at constant v/f变频调速变频调速时转矩时转矩-转速特性转速特性SpeedTractive EffortCONSTANTTORQUECONSTANTPOWERWithot v

3、oltage boost不同速度区域异步电机工作特性不同速度区域异步电机工作特性 恒转矩区：T=常数 恒功率区：T=常数 自然特性区：T 2=常数Constant Torque RegionConstant Power Region“Series DC motor”RegionVmVsIsTefslfsbfmcfs变频调速异步电机控制方式一二恒压恒压/频比控制频比控制Vd+-逆变器电机Va*Vb*Vc*Vs*e*s*VoVsGVoBoost voltages*Vs*/s*ase2sinVV*bse2sin(23)VV*cse2sin(+23)VV转差频率控制转差频率控制Vd+-逆变器MVs*s

4、*sl*+rKp+Ki/SPI控制器r+-r*直流电机转矩直流电机转矩交流电机转矩交流电机转矩dssmrsdiqrisisqimirirreMafaTCII IecosMmrrTCIeTrrTCIde-qetods-qsds-qstoa-b-ca-b-ctods-qsds-qstode-qeMachinede-qemodelidss*iqsidsiqsiaicidsiqsidsiqs*s*ibiaicib*sscos esin ecos esin eiqsidsr_eControlMachineInversetransformationTransformationMachineterminal

5、通过通过坐标变换坐标变换将输入定子电流解耦至将输入定子电流解耦至励磁轴励磁轴和和转转矩轴矩轴，分别对其进行控制，精确确保电机电流的，分别对其进行控制，精确确保电机电流的励磁分量（励磁分量（无功无功部分）及力矩分量（部分）及力矩分量（有功有功部分）。部分）。矢量控制基本原理矢量控制基本原理de-qetods-qs2to3VFIidss*iqsidsiqsiaic*s*ib*cos esin eVR=Flux comp.of stator currentVdVoltage model estimationMotorUnit vectorrrG2G1rrrr*+-Torque comp.of stator currentFlux commandSpeed command转子磁场定向直接矢量控制系统转子磁场定向直接矢量控制系统qsIs_ s+s_s_s=Vst_LsIs_ dsr_LmLr定子磁链、转子磁链和定子电流矢量定子磁链、转子磁链和定子电流矢量Voltage vector tableVFIHTeSaScSb+1MotorSignal computationrrrTerTe*+-22sssdsqs =+sqs-1es=sin ssssds qsqs ds3 i i4ePT TeHHTe-1HBTe102HBGrr*+-rVd直接转矩和磁链控制直接转矩和磁链控制