试论基于矢量控制的多相感应电机电子变极调速技术
基于矢量控制的永磁同步电机调速系统研究
基于矢量控制的永磁同步电机调速系统研究近年来，随着电力电子技术、微电子技术、新型电机控制理论和稀土永磁材料的快速发展，永磁同步电机得以迅速推广应用。
永磁同步电机具有体积小、损耗低、效率高等优点，在节约能源和环境保护日益受到重视的今天，对它的研究就显得更有必要。
1永磁同步电机的数学模型为了便于分析，在建立数学模型时常忽略一些影响较小的参数，做如下假设：(1)忽略电动机铁心的饱和；(2)不计电动机中的涡流和磁滞损耗；(3)定子和转子磁动势所产生的磁场沿定子内圆是按正弦分布的，即忽略磁场中的所有空间谐波；(4)各相绕组对称，即各相绕组的匝数和电阻相同，各相轴线相互位移同样的电角度。
在分析同步电机的数学模型时，常采用坐标变换的方式，常用的坐标系有两相同步旋转坐标系为dq坐标系和两相静止坐标系为αβ坐标系。
故可以得到永磁同步电动机在幽旋转坐标系下(见图1)的数学模型为：若电机为隐极电机，即Ld=Lq，选取定子电流id，iq及电机机械角速度ω为状态变量，可以得到永磁同步电机的状态方程如下式所示：从上式中可以发现，三相永磁同步电机是一个多变量系统，而且id，iq，ω之间存在着非线性耦合关系，要想实现对三相永磁同步电机的高性能控制，是一个颇具挑战性的课题。
2永磁同步电机矢量控制高性能的交流调速系统需要现代控制理论的支撑，对于交流电机，目前使用最广泛、并已经在实际系统中应用的当属矢量控制理论。
1971年，由F．Blaschke教授提出的矢量控制理论，矢量控制基本原理是：以转子磁链这一旋转空间矢量为参考坐标，将定子电流分解为相互正交的2个分量，一个与磁链同方向，代表定子电流励磁分量，另一个与磁链方向正交，代表定子电流转矩分量，然后分别对其进行独立控制，获得像直流电机一样良好的动态特性。
永磁同步电机数学模型经过坐标变换后，id，iq之间仍存在着耦合，不能实现对id和iq的独立调节。
如果要获得永磁同步电机良好的动、静态性能，就必须解决id，iq电流的解耦问题。
矢量控制技术在电气工程中的电机速度控制优化
矢量控制技术在电气工程中的电机速度控制优化矢量控制技术（Vector Control），又称为矢量调节控制技术，是一种在电气工程领域中广泛应用的电机控制技术。
该技术通过对电机的电流和电压进行控制，实现对电机速度的精确调节和优化。
本文将探讨矢量控制技术在电气工程中的电机速度控制优化的应用。
一、矢量控制技术简介及原理矢量控制技术是一种基于电机数学模型的控制方法，主要用于交流电机的速度和转矩控制。
其原理是将电机的转子自身坐标系转换为定子电流矢量坐标系，使得电机的运行参数能够在复平面上表示，并可以通过调节矢量图形的幅值和相位角来达到对电机速度和转矩的精确调节。
矢量控制技术采用了磁场定向和电流反馈两种控制策略，能够通过改变电机的电流分量对速度和转矩进行控制，从而实现电机的高效率运行。
二、矢量控制技术在电机速度控制中的优势1. 高动态性能：矢量控制技术能够实现电机速度的快速响应和精确调节，具有良好的动态性能。
通过对矢量图形的调节，可以实现电机的平稳启动、加速、减速和停止，提高了电机的运行效率和控制精度。
2. 宽速度范围：矢量控制技术适用于高速、低速和零速情况下的电机控制。
通过控制电机的电流和电压，可以实现电机在不同速度范围内的稳定运行，并能够应对复杂的工况要求。
3. 耐负载能力：矢量控制技术能够稳定地控制电机的输出转矩，具有很强的负载能力。
在负载变化或者突变的情况下，矢量控制技术可以快速调整电机的输出，并保持其稳定性和准确性。
4. 能耗优化：矢量控制技术在调节电机速度和转矩的同时，能够实现电机的能耗优化。
通过调节电机的工作条件和控制参数，可以降低电机的功耗，提高电机的效率和节能性。
三、电机速度控制优化实例以交流异步电机为例，介绍矢量控制技术在电机速度控制中的优化应用。
在实际应用中，需要根据电机的具体要求和工况条件制定相应的控制策略和参数设置。
1. 电机速度闭环控制设计：通过在矢量控制系统中引入速度闭环，可以实现对电机转速的精确控制。
基于DSP控制的多相交流电机变频调速系统
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Ｎｏ． ３ Ｍ ａ ． ｖ２０１１
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基于 Ｄ Ｐ控制 的多相 交流 电机变频调速 系统 Ｓ
吴伟 亮 ， 宝 明 ， 东森 ， 大 强 葛 孙 毕
（． 京 交通 大 学 电 气 工程 学 院 ， 京 １０ ４ ； １北 北 ０ ０ ４
关 键 词 ： 频 调 速 ； 应 电 机 ； 极 ； 相 调 制 变 感 变 极
中 图分 类 号 ： Ｍ３ ４１ Ｔ ４．
文 献 标 志码 ： Ａ
文章 编 号 ： ＣＮＩ —１ ２ ２ １ ） ３ ０ ３ — ５ ２ ４ ０（ ０ ０ — ０ ８ ０ １
１ 引 言
随着 各 种 变 换 电路 的 出 现 以及 功 率 变换 技 术 的发 展 ， 得 由多 相 功率 变换 器 和 多相 电机 组成 的 使
绕 组 的漏 感 ， 为 转 子 绕 组 的 漏 感 。 定 、 子 电感矩 阵 为 ： 转
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图 １为 Ｐ Ｍ 感 应 电 机 开 环 控 制 系 统 ， 以 Ｄ Ｐ Ｐ Ｓ
４ ８
式 中 ： 为 电 源 电压 幅值 ； 为 电压 频 率 ； 厂 Ａ为
变 极 系数 。当 Ａ ０时 ， ＝ 电机 Ｔ作 在 ３相 １ ２极 工 况 ，
＇Ｌ ＝ Ｊ Ｌ ｊ ｒ
厂 刍 ＝ ＝
＿ ＿ ＿ ＿ －＿ ＿ ＿
基于Matlab的矢量控制变频调速系统分析
摘要众所周知，交流异步电机因其结构简单、可靠性高、性能优良、输出转矩大等特点，被广泛的应用，且随着交流异步电机应用领域的不断拓宽，对电机控制系统的设计要求越来越高，既要考虑成本低廉、控制算法合理，又需兼顾控制性能好、开发周期短等特点。
然而变频调速具有高效率、宽范围和高精度等特点，是目前运用最广泛且最有发展前途的调速方式。
交流电动机变频调速系统的种类很多，从早期提出的电压源型变频器开始，相继发展了电流源型，脉宽调制等各种变频器。
本文在分析交流异步电机数学模型的基础上，提出矢量控制。
矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。
然后借助于MATLAB 仿真建模能力，提出了一种基于MATLAB的矢量控制变频调速系统仿真模型的新方法。
其基本思想是：将交流感应电机控制系统的功能单元模块化，MATLAB中建立独立的功能模块：交流异步电机本体模块、矢量控制模块、速度控制模块、转矩计算模块等，这些功能模块进行有机整合，即可搭建出交流异步电机系统的仿真模型。
控制系统中，速度环采用PI 控制，方法简捷，效果理想。
仿真结果证明了该种新型建模方法的快速性和有效性。
关键词：异步电动机，矢量控制，变频调速，MATLABMatlab-based Vector Control Frequency Control System AnalysisABSTRACTAs is known to all, because of its simple structure, high reliability, good performance, output torque big wait for a characteristic, communication, and widely used asynchronous motor with ac induction motor is expanding, and the fields of application of motor control system design requirements more and more high, both must consider low cost, control algorithm and reasonable and need to juggle good control performance, short development cycle, etc. Therefore, how to establish an effective communication asynchronous motor control system simulation model becomes the motor control algorithm design personnel urgent need to address the key problem. Based on the analysis of ac induction motor based on mathematical model, with the aid of MATLAB simulation modeling ability, strong in the function of using SIMULINK embedded components, proposed based on MATLAB/SIMULINK establish ac asynchronous motor control system simulation model of the new method. The basic idea is: will ac induction motor control system function module, MATLAB/SIMULINK unit in establishing the independent function module: ac induction motor ontology modules, vector control module, current hysteresis control module, speed control module, torque calculation module,the functional modules, can build the organic integration of ac indution motor system simulation model. Control system, the speed loop, current loop by PI control by hysteresis current control, the method is simple, the effect is ideal. The simulation results prove the new quickness and the effectiveness of modeling method.Key words:Induction motor, vector control, frequency control, MATLAB基于Matlab的矢量控制变频调速系统分析马晓文0213071280 引言70年代西门子工程师F.Blaschke首先提出异步电机矢量控制理论来解决交流电机转矩控制问题。
感应电机调速方法(一)
感应电动机调速方法收藏此信息打印该信息添加：阮毅来源：未知1 概述与直流电动机相比，感应电动机具有结构简单、制造容易、维护工作量小等优点，但感应电动机的控制却比直流电动机复杂的多。
早期的交流传动均用于不可调传动，而可调传动则用直流传动，随着电力电子技术、控制技术和计算机技术的发展，交流可调传动的应用已成为不争的事实。
交流可调传动的应用主要分为三个方面:·用于大量的风机、水泵类电机的调速，以获得可观的节能效益;·用于高性能的传动系统，取代直流传动系统;·用于特大容量、极高转速的交流调速。
按照感应电动机的功率流向，从定子传入转子的电磁功率可分成两部分:·一部分是机械轴上输出的机械功率;·另一部分是与转差s成正比的转差功率。
按转差功率可以把感应电动机的调速系统分成三类:(1) 转差功率消耗型调速系统转差功率转换成热能消耗在转子回路中，以增加转差功率的消耗来换取转速的降低，这类系统的效率较低，且随着转速的降低而降低，这类系统结构简单，设备成本低，仍具有一定的应用价值，例如降电压调速。
(2) 转差功率馈送型调速系统转差功率的一部分被消耗掉，大部分则通过变换装置回馈给电网或转化成机械能予以利用，这类系统的效率比转差功率消耗型高，若转差功率由转子侧送入，则可使转速高于同步转速，此类系统只能用于绕线型感应电动机，应用场合受到一定的限制，设备成本高于前一种，例如绕线电动机双馈调速。
(3) 转差功率不变型调速系统在这类系统中，无论转速高低，转差功率都为转子铜损，保持不变，因此效率也较高，变极对数调速和变压变频调速属于此类。
其中变极对数调速是有级的，应用场合有限。
只有变压变频调速应用最广。
感应电动机的转速表达式为其中: s—转差;f—电源频率;—电机极对数;—同步转速。
由式(1)可知，可以通过改变转差s或同步转速实现调速，转差功率消耗型和转差功率馈送型属于改变转差的调速方法，转差功率不变型属于改变同步转速的调速方法。
矢量控制调速系统
异步电动机矢量控制调速系统一.矢量控制调速系统的基本思路从电动机运动方程来看，唯一能影响转速的就是转矩，所以要想获得良好的调速性能，必须能够很好的控制电动机的转矩。
这样看来，电机调速的关键在于控制转矩。
前面我们系统的分析了直流调速系统，直流调速系统之所以具有优良的调速性能，是因为定子励磁电流和电枢电枢电流这两个参数可以分别由电动机的励磁回路和电枢回路独立产生，且空间正交，是两个可以独立控制的变量。
忽略磁路的饱和等非线性因素，只要控制定子励磁电流，使磁通恒定，则电磁转矩就正比于电枢电流，当负载转矩变化时，只要调节电枢电流就可以获得满意的动态性能。
对于异步电动机而言，情况就变得很复杂了。
异步电动机电磁转矩与多个系统变量有关，而且他们之间相互联系，耦合紧密，所以电磁转矩很难精确控制。
这与电动机本身的结构有关，电机中绕组相互耦合交叉，彼此之间的联系很强，定转子之间又有相对运动，导致电机成为一个高阶的时变的非线性系统。
经过对比可以发现，直流电动机的优良调速性能可归结为物理量之间解耦比较彻底，可以分别单独控制。
而反观异步电动机，电机中物理量耦合程度强，相互联系，控制起来就很复杂。
模仿直流电动机的调速方法，异步电动机的数学模型在同步旋转坐标系下，如果将M轴始终放在转子磁场的轴线上，那么可以发现电磁转矩只与定子电流的T轴分量和转子磁场的乘积有关。
此时我们再设想一下，若将转子磁场看成是直流电动机中的励磁磁通，那么异步电动机的转矩表达式与直流的在形式上完全一样了。
因为直流电动机中励磁磁通是由励磁电流单独控制的，可以保持恒定，我们只要调节电枢电流就可以调节转矩了。
根据这个原理，进一步设想，如果能够保持转子磁场不变，那么就可以改变定子电流T轴分量以改变转矩了。
到此为止，我们只需要找出保持转子磁场不变的方法，那么异步机的调速问题就解决了。
经过推导发现，转子磁场只与定子电流的M 轴分量有关。
综合以上最后得出结论：在转子磁场定向的条件下，即将M轴始终放在转子磁场轴线上，保持定子电流的M轴分量不变，改变定子电流的T轴分量就能够达到调节异步电动机转矩的目的了。
变频器矢量控制说明介绍
变频器的V/F控制与矢量控制U/f=C的正弦脉宽调制（SPWM）控制方式其特点是控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。
但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出最大转矩减小。
另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。
因此人们又研究出矢量控制变频调速。
矢量控制（VC）方式矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相－二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1（Im1相当于直流电动机的励磁电流；It1相当于与转矩成正比的电枢电流），然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。
其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度，磁场两个分量进行独立控制。
通过控制转子磁链，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换，实现正交或解耦控制。
矢量控制方法的提出具有划时代的意义。
然而在实际应用中，由于转子磁链难以准确观测，系统特性受电动机参数的影响较大，且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂，使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。
V/F控制与矢量都是恒转矩控制。
U/F相对转矩可能变化大一些。
而矢量是根据需要的转矩来调节的，相对不好控制一些。
对普通用途。
两者一样1、矢量控制方式——矢量控制，最简单的说，就是将交流电机调速通过一系列等效变换，等效成直流电机的调速特性，就这么简单，至于深入了解，那就得深入了解变频器的数学模型，电机学等学科。
基于plc的电机变频调速系统设计_毕业设计论文
基于plc的电机变频调速系统设计1 绪论1.1本课题研究目的和意义PLC具有结构简单、编程方便、性能优越、灵活通用、使用方便、可靠性高、抗干扰能力强、寿命长等到一系列优点[2]。
可编程控制器(PLC)的核心微处理器，通过将计算机技术与传统的继电器控制系统有机结合起来，能够实现高度灵活、高可靠性的工业控制。
为了进一步提高设备的自动化程度，越来越多的企业将PLC 技术应用于其工厂设备中。
将原有电机控制系统的技术进行改造，引入电机控制系统的数据自动采集、监控以及变频、组态技术完善并改进电机变频调速机构。
该系统能对电机转速实现精确控制，实用性强，具有一定的推广价值随着电力电子技术以及控制技术的发展，交流变频调速在工业电机拖动领域得到了广泛应用[5]。
交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。
电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。
变频调速以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式[3]。
本文对如何利用变频器连接PLC和控制对象，利用软件操作来控制电机的转速，达到远程自动控制进行了讨论[4]。
在工业生产中，电机交流变频调速技术以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，被公认为最有发展前途的调速方式。
PLC控制技术在自动控制系统中被普遍采用。
本文构建了一个变频嚣连接PLC和控制对象，利用软件操作来控制电机转速．以达到远程自动控制的系统[8]。
1.2 交流变频调速技术的研究情况及其发展在21世纪电力电子器件的快速发展，使交流变频调速技术优越的性能得到迅速发展，同时控制理论进步，变频调速以其调速精度高、调速控制范围广、回路保护功能完善，响应速度快、节能显著等优点，现在以广泛的用于电力、制造、运输等国民经济领域[6]。
变频调速技术现在被公认为是最理想、最有发展前景的调速方式之一，采用变频器构成变频调速传动系统的主要目的是为了满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求以及节约能源、降低生产成本。
感应电机矢量控制
感应电机矢量控制的设计与仿真摘要由于直流调速的局限性和交流调速的优越性，以及计算机技术和电力电子器件的不断发展，异步电动机变频调速技术正在快速发展之中。
经过最近十几年的应用开发，交流异步电动机的变频调速性能已经可以与直流调速系统相媲美。
目前广泛研究应用的异步电动机变频调速技术有恒压频比控制方式、矢量控制、直接转矩控制等。
本文采用异步电动机的矢量控制调速技术，具有动态响应快、低速性能好和调速范围宽等优点。
矢量控制思想是将交流电动机模型等效成直流电动机模型加以控制，利用坐标变换理论，将非线性、强耦合的交流电机模型解耦，把交流电动机定子电流矢量分解为两个分量：励磁电流分量，转矩电流分量。
通过对这两个矢量分别控制，从而实现对磁场和转矩的分别控制。
本文设计了一个带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统。
系统的动态响应能力快和抗干扰能力强，转矩内环有助于提高转速和磁链闭环控制系统的解耦性能。
运用MATLAB的工具软件SIMULINK对矢量控制系统进行仿真研究，仿真结果表明了本设计的合理性。
关键词异步电机；矢量控制；磁场定向AbstractAs a result of the limitation of direct-current speed control modulation and the superiority of alternating speed control modulation and the unceasing development of computer technology and electric power device, the frequency conversion velocity modulation technology of asynchronous motor is in the rapid development. After the application and development in the past 10 years, the frequency conversion velocity modulation performance of asynchronous motor can be comparable with the direct current velocity modulation system.At present, the asynchronous motor frequency control, vector control and direct torque check etc. are in detailed studies. This paper uses the modulation method of asynchronous motor, which has the dynamic response quickly and low-speed performance and wide velocity modulation scope.Vector control is developed based on the idea that the controlling means of induction motor can be equivalent to the DC motor，The induction motor mathematic model that is high nonlinear and complex coupling can be separated by coordinate transformation theory，Stator current can be decomposed into excitation current component and the torque current component, then the magnetic field and torque can be separately controlled by controlling the two current components．This paper designed flux regulator, torque regulator and speed regulator, constituting the inner ring with torque of speed, closed-loop flux vector control system.To improve the system dynamic response and anti-jamming capability, the torque of the inner ring helps to improve the speed and flux decoupling of the closed-loop control system performance.It has applied the SIMULINK tool software in MATLAB to carry on the simulation to the vector control system and the simulation results show that the rationality of the design.Keywords Asynchronous Motor；Vector Control；Magnetic Field Direction目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章绪论 (1)1.1.异步电动机矢量控制的国内外现状 (1)1.1.1 交流调速方式的发展及现状 (1)1.1.2 矢量控制的现状 (3)第二章感应电机矢量控制的基本原理 (4)2.1.矢量控制的基本概念 (4)2.2.坐标变换 (5)2.2.1按转子磁场定向的MT坐标系 (5)2.2.2按转子磁场定向的MT坐标系上感应电机的动态数学模型 (5)2.2.3按转子磁场定向的感应电机矢量控制方程 (6)2.2.4按转子磁链定向的感应电机的矢量控制系统的基本结构 (7)2.3转子磁链的计算模型 (8)2.3.1获取转子磁链的空间位置角原理 (8)2.3.2转子磁链的获取方法 (9)2.3.3 转子磁链观测模型 (9)2.4.感应电机矢量控制系统的整体设计方案 (10)第三章感应电机的矢量控制仿真 (11)3.1 基于Matlab 的仿真模型 (11)3.2 仿真结果 (11)结论 (15)参考文献 (16)第一章绪论1.1异步电动机矢量控制的国内外现状1.1.1 交流调速方式的发展及现状上个世纪前半期，由于科技的发展限制，交流调速系统的发展长期处于调速性能差、低效耗能的阶段[5] [6]。
感应电机的矢量控制
x Ax Bu y Cx Du
但是x是不可替代的必测量，所以我们要通 过状态重构估计出x，只有x准确了，我们 的目标才算实现。
u B × ∫ A
.
x C
y
L ∫ A C
× _
B
×
ˆ x
ˆ x
估计器
传统EKF观测器采用静止坐标系下电机的5阶方程， 迭代过程时间长，计算量大，实现时对于采用的控 制芯片有较高要求。 在转子磁场的同步旋转坐标系下， 通过对动态模 型的近似简化，选取d、q轴定子电流分量和定子磁 场角速无速度传感器矢量控制， 以达到在满足系统性能要求的前提下减少系统计算 负荷，降低系统复杂性的目的。
由此状态方程可看出A,B,都是常数矩阵，大 大减少了迭代的次数而且还节省了存储空间。
毛学宇 杨刚
矢量变换控制是一种现代交流调速系统控制方式。 其基本思想是把交流电机通过一种数学变换等效为 直流电机，然后再对其进行控制，由于直流电机的 调速性能较好，所以经过等效过后，交流电机也变 得容易控制。
通过3/2坐标变换，可将感应电机的三相坐标系变 为两相静止坐标系。其变换方程如下：
將两相静止坐标系α、β变换到两相旋转坐标系M、 T的变换，称之为2s/2r变换。其目的在于将两相交 流电流等效为两相直流电流。其数学方程为
无速度传感器的矢量控制技术在现代电机控制领域 已得到了广泛的应用。无论对永磁同步电机还是异 步电机，无速度传感器的矢量控制系统都是研究和 实现的重点。对于异步电机的无速度传感器矢量控 制系统来说，磁链观测和速度估计直接决定了控制 系统的性能。因此，磁链和转速的辨识就成为了提 高控制系统性能的决定性因素。深入研究的辨识方 法包括模型参考白适应法(MRAS)、锁相环(PLL)和 扩展Kalman滤波(EKF)等。其中，基于EKF的方法 因其收敛速度快、动态性能好和抗干扰能力强等优 点，被认为是较好的观测方法。
变频器论文(优秀5篇)
变频器论文（优秀5篇）变频器论文篇一动的交流化、功率变换器的高频化、控制的数字化、智能化和网络化。
因此，变频器作为系统的重要功率变换部件，因提供可控的高性能变压变频的交流电源而得到迅猛发展。
变频器的快速发展得益于电力电子技术、计算机技术和自动控制技术及电机控制理论的发展。
变频器的发展水平是由电力电子技术、电机控制方式以及自动化控制水平三个方面决定的。
当前竞争的焦点在于高压变频器的研究开发生产方面。
随着新型电力电子器件和高性能微处理器的应用以及控制技术的发展，变频器的性能价格比越来越高，体积越来越小，而且厂家仍在不断地提高可靠性，为实现变频器的进一步小型轻量化、高性能化和多功能化以及无公害化而做着新的努力。
辨别变频器性能的优劣，一要看其输出交流电压的谐波对电机的影响；二要看对电网的谐波污染和输入功率因数；最后还要看本身的能量损耗（即效率）。
这里仅以量大面广的交—直—交变频器为例，阐述其发展趋势：主电路功率开关元件的自关断化、模块化、集成化、智能化；开关频率不断提高，开关损耗进一步降低。
在变频器主电路的拓扑结构方面。
变频器的网侧变流器对低压小容量的装置常采用6脉冲变流器，而对中压大容量的装置采用多重化12脉冲以上的变流器。
负载侧变流器对低压小容量装置常采用两电平的桥式逆变器，而对中压大容量的装置采用多电平逆变器。
对于四象限运行的转动，为实现变频器再生能量向电网回馈和节省能量，网侧变流器应为可逆变流器，同时出现了功率可双向流动的双PWM变频器，对网侧变流器加以适当控制可使输入电流接近正弦波，减少对电网的公害。
脉宽调制变压变频器的控制方法可以采用正弦波脉宽调制控制、消除指定次数谐波的PWM控制、电流跟踪控制、电压空间矢量控制（磁链跟踪控制）。
交流电动机变频调整控制方法的进展主要体现在由标量控制向高动态性能的矢量控制与直接转矩控制发展和开发无速度传感器的矢量控制和直接转矩控制系统方面。
微处理器的进步使数字控制成为现代控制器的发展方向。
基于矢量控制技术的同步电动机调速系统分析
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｗｕ ｈ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｗｕ ｈ ａ ｎ ４ ３ ０ ０ ７ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
备． 并 分 析 了该 技 术 的 主 要 三 条 缺 点 ， 提 出 了修 改 建 议 和 优 化 方 法 。
关 键 词 ：矢 量 控 制 ；电励 磁 同 步 电 动机 ； 调 速 ；电 压模 型 中图 分 类 号 ： Ｔ Ｍ３ ２ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１ ６ ７ ４ — ６ ２ ３ ６ （ ２ Ｏ １ ３ ） １ ７ — ０ ｌ １ ３ — ０ ３
Ｔｈｅ ａ ｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｓ ｙ ｎ ｃ ｈｒ ｏ ｎｏ ｕ ｓ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｒ ｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｖ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｔ ｅ ｃ ｈｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
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７期 第２ ｌ卷 第 １
Ｖｏ １ ． ２ １
Ｎｏ． １ ７
基于矢量控制的提升绞车电控系统高压变频改造
陕西铅 硐 山矿业有 限公 司３ ＃ 斜 井 长 精 密 或 快 速 控 制 的 领 域 得 到 应 用 。
２ 电控 系统发展现状
提 升 机 的 电 气 传 动 系 统 经 历 了 多种 控 制方 式阶 段。 随 着 电 子 技 术 和 计 算 机 技 术 的 飞 速 发 展 ，目前 电 控 系 统 的 发 展 方 向是 将变频调速技 术应用于矿 井提升机 。 变 频 器 的调 速 控 制 电路 简 单 ， 技术成熟 ， 可 以 实 现 提 升 机 的恒 加 速 和 恒 减 速 控 制 ， 克 服 了 接触器、 电阻 器 、 绕 线 电 机 电 刷 等 容 易 损 坏 的缺 点 ， 降低 了故 障 和 事 故 的发 生 率 ， 而 且 具有十分 明显的节能效 果。 尤 其 该 调 速 系 统 已在 国 内外 提 升 机 上 得 到 了广 泛 应 用 。
ＹＶＦ１ ０ ／ ０ ４ ８ 。
３ ． ２ 矢量控 制概念 矢 量 控 制 简称 ＶＣ， 基 本 原 理 是 通 过 测 量 和 控 制 异 步 电动 机 定 子 电流 矢 量 ， 根 据
磁 场 定 向 原 理 分 别 对 异 步 电 动 机 的 励 磁 电
流和转矩 电流进行 控制 ， 从 而 达 到 控 制 异 步 电动 机 转 矩 的 目的 。 矢 量 控 制 变 频 器 不 仅 在 调 速 范 围 上 可 以 与 直 流 电 动 机 相 媲 美， 而 且 可 以 直 接 控 制 异 步 电 动 机 转 矩 的
动 力 与 电 气 工 程
基 于矢 量 控 制 的提 升 绞 车 电控 系统 高 压 变 频 改 造
王 晓 艳 （ 陕西铅 硐 山矿业有 限公 司 陕西 宝鸡 ７ ２ １ ７ ０７ ） 摘 要： 提 升绞 车是矿 山生 产的关键设备 ， 运行特 性 复杂 ， 速度快 ， 惯性 大 ， 其 电控 系统 的技 术性 能和可 靠性直接 影响矿 山的安全 生产 ， 一 旦 提 升过 程 失 去 控 制 ， 或者 未 能按 照 给 定速 度 运 行 ， 就 可 能 发 生超 速 ， 过卷 等重大安全事 故， 遣成设备损坏甚 至人 员伤亡， 给 企 业 带 来 重 大 损失。 该文 阐述 了话硐 山矿斜井绞 车 串电阻调速 方式的 固有缺陷和存 在 问题 ， 介 绍 了基 于矢量控 制的高压 变频器在该 矿改遣 中的应 用情 况， 实 践 证 明 该 系统 运 行 稳 定 、 安全 可靠 、 节能效果 显著 。 关 键词 ： 高 压 变频 器 电控 系统 调 速 效 果 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｐ ２ ７ ３ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ６ ７ ２ —３ ７ ９ １ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ３ （ ｂ ） －０ ０ ３ ８ —０ １
基于矢量控制的永磁同步电机启动及调速
Internal Combustion Engine & Parts• 35 •基于矢量控制的永磁同步电机启动及调速程晓茜;黄天陆曰陈骁(江苏大学京江学院）摘要:相对于传统感应和直流电机，永磁同步电动机体积更小，却拥有更高的效率，成本也更加低廉，在诸多应用领域可取代传统 感应及直流电机，其获得更加优越的性能。
但由于永磁同步电机自身结构的特点决定了其不宜进行自启动，而需要进行异步启动或变 频启动，直接调速性能不如直流电机，本文通过矢量控制对转子磁通进行控制实现其调速及启动。
关键词：永磁同步电动机；矢量控制；异步启动0引言在当代时代发展背景下，尤其是在石油资源日益枯竭的情况下，消耗可再生能源电能的电动机更广泛的使用在各个生产生活领域。
大到高铁、动车、电动汽车，小到剃须刀、电动玩具无一例外都离不开电动机。
而相对于传统感应电机，永磁同步电动机没有励磁绕组，磁通由永磁体提供，结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高、功率因数高其加工装配成本低廉，更适合当代的应用要求。
在永磁同步电机的应用过程中，其启动和调速问题是一个重要难点。
1永磁同步电机的启动1.1永磁同步电机的基本工作原理永磁同步电机与三相异步电机不同，其最大特点一方面是其没有转子绕组，取而代之是使用永磁体提供转子磁链，另一方面是其在稳定运行时其转差率为0,即其定子磁场转速与转子转速一致。
其运行原理和异步电机类似，三相永磁同步电机通入三相电源后，由于三相电特性及定子绕组的安装方式，交变电流会在定子绕组中产生一个以一定速度旋转的旋转磁场，这一点与异步电机相同，不同的是，异步电机是通过定转子间的互感产生转子磁链，再由定子旋转磁场拖动转子旋转的，电动时转子的速度应小于同步转速，而永磁同步电机由于自身的永磁体便具有磁链，不需要通过互感来获得磁链，故其可以在转差率为0时依然转动并保持与旋转磁场同样的转速。
永磁同步电机在转速由零上升到与旋转磁场相同转速的过程中可以看作是一个异步启动的过程，在这个过程中其转速不是均匀上升的而是有波动的上升的，即是一个震荡上升过程，在该过程中异步转矩是唯一的驱动转矩，而其它诸如永磁发电制动转矩，由转子磁路不对称而引起的磁阻转矩和单轴转矩等一系列的转矩几乎都是制动性质的转矩，多种转矩的综合作用造成了其转速的振荡。
基于空间矢量的三相异步电动机调速系统的设计
基于空间矢量的三相异步电动机调速系统的设计电动机调速系统是工业生产自动化的重要组成部分，其中三相异步电动机是常用的驱动设备之一。
基于空间矢量的三相异步电动机调速系统是一种较为先进的调速技术，可以实现电机启动、调速以及制动等多种操作。
本文将从系统设计步骤、具体实现过程以及优缺点等角度，对基于空间矢量的三相异步电动机调速系统进行阐述。
一、系统设计步骤1. 确定控制策略基于空间矢量的三相异步电动机调速系统控制策略有两种：电流矢量控制和磁通矢量控制。
前者以电流为控制对象，后者则以磁通为控制对象。
在选择控制策略时需要考虑电机的性能要求以及场合需要。
2. 确定系统硬件基于空间矢量的三相异步电动机调速系统通常需要使用PLC、变频器、电机以及相关传感器等硬件设备。
在系统设计中需要根据实际情况选择合适的硬件，保证系统稳定性与可靠性。
3. 确定系统参数系统参数是基于空间矢量的三相异步电动机调速系统设计的核心要素。
主要包括控制参数、电机参数、传感器参数等。
在确定参数时需要考虑系统的可调性和可靠性，避免系统因参数不当而导致失控。
二、具体实现过程基于空间矢量的三相异步电动机调速系统的具体实现过程包括以下步骤：1. 采集电机相关信号，如三相电流、电压、转速等；2. 将采集到的信号处理为矢量形式；3. 通过控制算法实现矢量控制；4. 控制变频器输出信号，调整电机电流和频率，控制电机运行；5. 通过传感器检测电机运行状态，反馈到PLC，对系统进行控制与调整。
三、优缺点1. 优点基于空间矢量的三相异步电动机调速系统具有响应快、运行平稳、噪音低、能耗低等优点。
在多种工况下均可实现稳定控制，电机性能表现出色。
2. 缺点相比传统调速方法，基于空间矢量的三相异步电动机调速系统需要额外增加控制算法和硬件设备，成本较高。
同时，系统维护也相对复杂，需要专业人员进行运维与调整。
综上，基于空间矢量的三相异步电动机调速系统是一种先进的电机控制技术，具有很大的应用前景。
6.6 感应电机矢量控制调速技术
Lab of Electromagnetic Drive and Control
如果采用两个正交的绕组，和磁动势一起旋转， 如果采用两个正交的绕组，和磁动势一起旋转，为获得 幅值不变，匀速旋转的磁动势， 幅值不变，匀速旋转的磁动势，两个绕组只需要通以直 流电流即可！ 流电流即可！
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再看图c中的两个匝数相等且互相垂直的 绕组 M 和 T，其中分别通以直流电流 im 和 it，产生合成磁动势 F ，其位置相对于绕组 来说是固定的。 如果让包含两个绕组在内的整个铁心以 同步转速旋转，则磁动势 F 自然也随之旋 转起来，成为旋转磁动势。
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（1）交流电机绕组的等效物理模型
为获得幅值 不变， 不变，匀速 旋转的磁动 势，三个绕 组需通以对 称的正弦电 流
B iB
B
F ω1
A
iA iC C
C
A
a）三相交流绕组
Lab of Electromagnetic Drive and Control
Lab of Electromagnetic Drive and Control
第一类固定位置绕组的互感 三相绕组轴线彼此在空间的相位差是 ±120°，在假定气隙磁通为正弦分布的条 件下，互感值应为， 1 Lm1 cos120° = Lm1 cos(−120°) = − Lm1 2 于是
(6-71） (6-72）
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• 交流电机物理模型的等效 如果能将交流电机的物理模型（见下 图）等效地变换成类似直流电机的模式， 分析和控制就可以大大简化。 坐标变换正是按照这条思路进行的。 在这里，不同电机模型彼此等效的原则是： 在不同坐标下所产生的磁动势完全一致。
感应电机调速方法
感应电机调速方法
嘿，你问感应电机调速方法啊？这事儿还挺有讲究呢。
咱先说说变极调速吧。
这就好比你骑自行车，换个不同大小的齿轮，速度就不一样了。
感应电机也可以通过改变磁极对数来调速。
比如说，把磁极对数变少，电机的转速就会变快；把磁极对数变多，转速就会变慢。
不过这得在电机设计的时候就考虑好，不能随便改哦。
还有变频调速。
这就像你听音乐，调音量大小一样。
给感应电机加上一个变频器，就可以改变电源的频率，从而改变电机的转速。
频率高了，转速就快；频率低了，转速就慢。
这个方法挺好用的，调速范围广，精度也高。
再说说调压调速。
就好比你开车，踩油门轻重不一样，速度也不一样。
给感应电机的电源电压调一调，也能改变电机的转速。
电压高了，转速就快；电压低了，转速就慢。
但是这个方法不能调得太厉害，不然会影响电机的性能。
另外呢，还有串电阻调速。
这就像在自行车链条上加个小轮子，增加阻力来减速。
在感应电机的电路里串上一个电阻，也能降低电机的转速。
不过这个方法效率不高，还会浪费电。
总之呢，感应电机调速有好几种方法。
每种方法都有自己的特点和适用场合。
你得根据实际情况来选择合适的调速方法。
要是想调速效果好，还得注意电机的散热啊、稳定性啊这些问题。
嘿嘿，现在你对感应电机调速有点了解了吧。
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控 制平 面所对应 的实际电流 取值情 况进行综合 对 比， 引入 电流 闭环 Ｐ Ｉ 调节 模块 ，即可 以得 到１ 级平 面以及 ３ 级平面所对应 的转矩 电压 （ 激 磁 电压 ）分量 参考值 。在此基 础之上，可以通 过对 多相坐标进 行反转换 的方 式，在转子 多相
静止坐标系条件 下，得到相应 的转子 电压参考
路，本文展开如下分析 ：
４ 结 束 语
本 文 对 一 种 建 立 在 矢 量 控 制 基 础 之 上 的
相 电机转子磁场 中各个 ｑ ～ ｄ 平面的转矩 电流取 多相感应 电机 电子变极调速技术方案进行 了分
值情 况。
析探讨，该方案在高速运行状态下 ，可 以通过
已有 的实验 数据 中 ，所 采 取的 九相 集 中 绕 组感应 电机 （ 相 带）多具 有均匀 分布 的
、 ｌ ， ａ ｒ 、 Ｉ ， ｋ 、 ／ Ｌ ， ｍ ｉ ｍ ［ ｋ ・ Ｊ ｖ ｌ ｋ ３ ， … ， — ｌ （ Ｔ Ｉ ４ 】 ；
该式 中，ｉ 为相应的相电流基波励磁分量 所对应 的幅值 数据，、 Ｌ ． ｍ ｉ 为相应 的相 电流
Ｙ Ｚ
工程 学报 ， ２ ０ １ ３ （ ２ ７ ） ： １ ０ ５ － １ １ １ ． 【 ２ 】 杨 家 强 ，黄 进 ， 康 敏 等 ．多 相 感 应 电 机 的 电 子 变 极 技 术 … ．电 机 与 控 制 学
取 值。最后 ， 引入 Ｓ Ｐ ＷＭ 调制 技术 ，对 逆变
及激磁 电流分量数据 。影响 以上数据 取值 结果 器进行控制 ，以满足 电机用 电需求 ，按照此种 【 关键词 】矢量控制 多相感应 电机 电子变极 的因子包括两个方面 ：其一是基波平 面所对应 方式 ，可 以在不 同平面操作条件下 ．中国 电机
大极对 数，在高速状态下采用小极对数 ，其 目
的是 满足低速运行状态下 的大转矩 以及 恒功率 运行反 应要求，但缺点在于整个 电机 需要在停 电后实 现切 换，且切换状态 中无转矩输 出，切 换过程具有 不平滑的特点 ，会产生一定量 的冲 击转矩 以及冲击 电流。也有方案 中尝试通过 弓 ｌ 入 Ｙ形连接 ２套三相感 应电机的方式 ，实现 ｌ 对级 以及 ２对级 的变 极要求 ，但在变极 暂态期 间会产 生一定的径向作用力，这对于 电机轴承 部件 的使用寿命是相 当不利 的。 针 对 以上 问题 ，参考 已有 方案 中存 在 的 缺陷 ，有相 关研究中认为可 以通过 引入 多对极
重视 。
型转变 为一种结构形式更加简单的线性模型 ， 同时也 能够 实现对定子 电流的分解 ，形成励磁 分量 以及转矩分量 （ 均 可实现独立控 制）。 有关研 究中认为 ：从三相 电机转子磁场定 向矢量控制 的角度上来 说，可 以分别获得相对 于多相 电机转子磁场定 向矢量控制 中 ｑ ｌ ～ ｄ １平 面 的转矩 电流分量数据 、转差 角频 率数据、 以
１研究背景
相关文献数据 中表 明，当前 已有研究人员 展开 了对 电机 电子绕组结 构的研 究工作，尝试 通过对定子绕组线 圈连接 方式进 行调整， ． 使 电 机 能够在不 同的极对数模 式下实现正常运行。 当前已尝试的技术方案有 ：在低速状态 下采 用
应 的转子磁场进 行定向矢量控 制的过程 当中，
报 ， ２ ０ ０ ９ ， １ ３ （ ３ ） ： ３ ２ ２ — ３ ２ ６ ．
基波 ｄ 轴给 定气隙磁链 数据 ，ｋ为各个平 面对
特点 ，此类感应 电机仅具有 １ 次 、３次、５次 、 以及 ７次谐 波平 面。因此，在对此类 电机所对
引入 较小极 对 数的方 式满 足高 转速 的实 际需
求，相对 于变频调速系统，相同速度条件下的 电流频 率较低 ，因此 在减少 开关频率 以及 损耗 量方面也有着非常关键的价值，对于实现多相 感应 电机 电子变 极中电流与转矩的平稳过渡而
为 了求得 各次谐波转子 ｄ轴磁链取值情况 ，需
言意义 突出，值得各方人员 引起关注与重视 。
要作 出如 下假 设：即计 算过程 中忽略转子漏磁
链对计算数据 的影 响，同时气 隙磁链 近似于转 子磁链 ，取值一致。因此 ，其计算式可以写作：
Ｎ３ Ｎ
一
参考文献
【 １ ］ 杨 家强 ， 高健 ， 黄进 等 ．多相 感应 电机指
调速
的 ｄ轴转子磁链数据，其二是转子 电角速度数 换 ，达到基于矢量控制技术控制 电机 电子变级
据。
操作的效果。
根据 已知 的多 相 电机 转子 磁场 定 向矢 量 在 矢 量控 制技 术支 持下 实现 对多 相感 应 控 制中 ｑ １ ～ ｄ ｌ 平面的激磁 电流分量数据 ，在代 电机 电子变 极调速的 目的是 当前 多项 电机交流 入 谐波磁 场旋转 电角速度后，能够得到整个 多 传动系统 中至关重要的构成要素之一 。以多相 感应 电机 的实际运行特点为研究背景 ，在不 同 极对数条件展开对 电子变极技术 的研究 ，配合 对矢量控制技术 的应用 ，能够使 电机所对应 的 恒功率运行范 围得 到有 效的扩 大。根据这一思
Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ・ 电子技术
试论基于矢量控制 的多相感应 电机 电子变极调 速技术
文／ 余 金 永
定了其能够将复杂、耦合的非线性感应 电机模 激 磁 电流分量 然后 ，将其 与电机 ｌ级、３级
文章 以 矢量控 制 技 术为 切入 点，研 究基 于转子 磁 场定 向 矢量 控 制技 术， 实现 多相 感应 电机 电 子 变极调 速 功 能的技 术 方案 ，通 过该技 术方 案 的 实施 ， 能够 满足 电 子 变 极 调 速 的 需 求 ， 值 得 引 起