异步电机-坐标变换及坐标变换电路PPT

22
iA
iB
i 1
磁链观测
'
2
3/2坐标变换
模型
K/P变换
i 1
'
2
w
csoi2'ns11 1
23
3、根据给定值iM* 1、iT*1和转子位置检测信号，估算
2'的相角1
由给定值iM*
1、iT*1可求得转差角频率的给定值w
* s
w
* s
1 T2 p T2
iT*1 iM* 1
w1*
w
则w1*
' 的位置和估算其幅值。
2
目前常用的
' 观测模型有以下几种：
2
14
1、根据定子电流iA、iB，定子电压U A、U B
的测量值估算
' 2
及1
步骤：(1)三相二相坐标变换
3
i1
i
1
2 1
2
0 2
iA iB
3
U1 U 1
2 1
2
0 2
U U
A B
15
(2)在、坐标系下由电压方程和磁链方程
第5节 坐标变换及坐标变换电路
1
1
V1 R
1
3/2——三相/两相变换; VR——同步旋转变换; ——M轴与A轴的夹角
1
一、三相-两相变换（3/2变换） 在三相静止绕组A、B、C和两相静止绕组之间的变换，
或称三相静止坐标系和两相静止坐标系间的变换，简称3/2变换。 等效变换的原则:三相绕组产生的合成磁势与两相绕组产生的合 成磁势相等.
建立观测模型
U1 r1i1 p 1 U 1 r1i1 p 1
1 （U1 r1i1）dt 1 （U 1 r1i1）dt
1 Lsi1 L1M i' 2 1 Lsi1 L1M i' 2
i' 2
1 L1M
(1 Lsi1)
i' 2
1 L1M
( 1 Lsi1)
16
由转子磁链方程
w
* s
w
1
w1*dt
(w
* s
w
)dt
ws*dt
24
定子电流空间矢量的相位角也可以求得：
25
No Image
26
0 wL1M i1 pL1M i1 wL'Ri' 2 (r2' pL'R )i' 2
0 p(L1M i1 L'Ri' 2 ) w(L1M i1 L'Ri' 2 ) r2'i' 2 0 p(L1M i1 L'Ri' 2 ) w(L1M i1 L'Ri' 2 ) r2'i' 2
CT 32
C23
这种变换叫正交变换
电流变换阵也是电压变换阵和磁链变换阵。
6
因为三相异步电动机定子绕组通以三相对称电流,
所以
iA iB iC 0 即iC iA iB
3
i1
i
1
2 1
2
0 2
i A iB
2
iA
iB
3 1
6
0 1
i i
1 1
2
7
静止3相/2相变换电路
'
2
3/2坐标变换 观测模型
u1 u1
'
2
K/P变换
' 2
s in 1 cos1
1
19
2、根据定子电流iA、iB
测量和转速检测估算
' 2
步骤: (1)三相/ 二相坐标变换
(2)在、坐标系下由转子电压方程
0 pL1M i1 wL1M i1 （r2' pL'R )i' 2 wL'Ri' 2
iA
3 2
i 1
﹢
iB
2
﹢
1 2
i1
i 1
2 3
iA
1
6
i 1
1 2
﹢﹣ ﹣
﹣
iB
ic
8
二、两相静止坐标（αβ）系与旋转坐标
（M T）系转换
从两相静止坐标系到两相旋转坐标系M、T的变 换称作两相-两相旋转变换，简称VR变换。
T
N 2 iβ1
Fs (is )
M
N 2 i T1
w
θ1 1 N 2 i M1
10
i 1 (iM 1 ) i1(iT1)
﹢ ﹢ iM1(i1)
﹣
﹢ iT1(i1)
11
三、直角坐标和极坐标之间的转换
在两相坐标系统中，已知xx和xy两个分量，求该空 间矢量的幅值和位置。
x x2x x2y
x
arctg
xy xx
c os x
xx x2x x2y
sin x
xy x2x x2y
ii
N3 N2
1 0
1 2 3
2
1 2 3 2
i
A
iiCB
4
考虑变换前后总功率不变，匝数比应为 N 3 2
N2
3
则，ii
2 1
3
0
1 2 3
2
1 2 3 2
iA iB iC
5
iA
iB
iC
1
2
1
3 2
1 2
0
3 2
i i
1 1
3 2
可 见这 种变 换 有C32 1
x θx xx
xy
12
第6节、转子磁链空间矢量的观测模型
以转子磁链空间矢量定向的矢量控制， 最为关键的是精确定位M、T坐标系。 能否实现准确的磁场定向控制，取决于
2'的定位1以及 2'的估算值的精确程度.
13
直接检测
' 的相角及幅值
2
,
在技术上难以
实现。在实际中是通过
检测与
' 有关的
2
电机参数，建立观测模 型，间接地定位
20
p
'
2
w
'
2
r2'i' 2
0
p
'
2
w
'
2
r2'i' 2
0
将i' 2
1 L'R
(
'
2
L1M i1 )
i' 2
1 L'R
(
'
2
L1M i1 )
21
得
'
2
1 1 T2
p
(L1M i1
T2
'
2w
)
'
2
1 1 T2
p
(L1M i1
T2
'
2w
)
其中T2 L'R r2'
(3)再利用极坐标变换 ,即可求得 2' 和1
' 2
L1M i1 L'Ri' 2
' 2
L1M i 1 L'Ri' 2
' 2
L'R L1M
[
(U1
r1i1 )dt
(1
L12M Ls L'R
)Lsi1 ]
' 2
L'R L1M
[
(U 1
r1i 1 )dt
(1
L12M Ls L'R
)Lsi1 ]
17
T
' 2
18
uuiiABBA
i1 i 1
N2 iα1
9
iM1 i1 cos1 i1 sin1
iT1 i1 sin1 i1 cos1
即iiMT11
cos1 sin1
sin1 i1
c
os1
i
1
逆变换ii
1 1
c os1
s
in
1
sin1iM1
c os1
iT
1
可见静止直角坐标系与同步旋转直角坐表系间的变换为正交变换。
B
iB
ω1
B
iC
C
C
F
A
iA A
ω1
F
i
i
2
设三相绕组有效匝数为N3 两相绕组有效匝数为N2
N2i
N3iA
N3iB
cos60 N3iC
cos60
N3 (iA
1 2
iB
1 2
iC
)
3 N2i N3Hale Waihona Puke BaiduB sin 60 N3iC sin 60 2 N3 (iB iC )
3
写成矩阵形式，得