第3章直流电动机转矩转速控制

is3 A c o s( 1t 2 4 0 )
| is
|
3 2
iA
,幅
角
= 1t
等价的双相定子电流为：
ia ib
| is | is
|cos | sin
第3章直流电动机转矩转速控制
第3章直流电动机转矩转速控制
• 由ua， ub到us1， us2 ， us3 的2/3坐标变换计算
可 得 模 | u s |
U
2 a
U
2，
b
幅
角
tan 1
ub ua
,
等价三相电压为：
u s1
2 3
| us
| cos
u
s
2
2 3
| us
| cos(
1200 )
u
s
3
2 3
| us
| c o s( 2 4 0 )0 第3章直流电动机转矩转速控制
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• 3.4.1 电流环
第3章直流电动机转矩转速控制
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• 3.4.2 速度环
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Kv / Ke
(s) 1
Tm s KvK f
/ Ke
Uv (s)
Ra Kv Kt
Td (s)
Tm s
1/ K f Tm' s 1
Ld d itdR idu dLiq L d d itq R iq u q K e Lid
(5 ) (6 )
• 电磁转矩
T e m K tiq
(8 )
• 转矩平衡方程
Jd d t T emT d
(8)
第3章直流电动机转矩转速控制
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• 如果通过控制跟转子磁链同相的电压分量ud ，使得id = 0，那么， 永磁同步电动机的电压平衡方程和电磁转矩方程则退化为：
• 3.4 直流电动机转矩转速控制
第3章直流电动机转矩转速控制
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第3章直流电动机转矩转速控制
ua
Raia (t)
La
dia (t) dt
Ea (t)
E a (t ) K e (t )
Tem (t) K tia (t)
J
d (t)
dt
Tem (t)
B
(t)
Td
(t)
j
s
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• 3.6.2 数学模型
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idiacosibsin iqiasinibcos
(1)
• 在dq坐标系中，与定子绕组交链的磁链可以表示为
L id jL iq r
(2 )
• 由于转子坐标系以角速度 d 旋转， 的时间变化率
可以表示为
dt
d j
(3)
dt t
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• 将式（2）代入式（3），可得定子绕组上的感应电动势为
e d d t ( L d d i t d L i q ) j ( L d d i t q L i d r)
( 4 )
• 于是，按dq坐标分解，定子绕组的电压平衡方程可以列写为
• 直轴分量 • 交轴分量
U v
(s)
Ra Kv Kt
Td
(s)
式中：
T
' m
Tm K v0
(s) K 1 f T m T V T V s2 s T 1 V s 1 U V (s) K R V K atT V T s V s1 T d (s)
第3章直流电动机转矩转速控制
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• 3.5 无刷直流电动机调速系统
R is1
(L
M
)
d is1 dt
e1
us2
R is2
(L
M
)
d is 2 dt
e2
us3
R is3
(L
M
)
d is 3 dt
e3
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i • 如果两个同时导通的绕组电压相加，用电源电压 u a 和电源电流 a
表示，则
uaRaiaLaddita Ke
式 中 ： Ra 2(R R0) La 2(L M ) K e 2 pm r
Ldiq dt
Riq
uq
Ke
Tem Ktiq
(10)
• 这同直流电动机的电枢电压平衡方程几电磁转矩方程一样。
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• 3.6.3 矢量控制
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由 is1 , is 2 , is 3到 ia , ib的 3 / 2 坐标变换实现如下计算
已 知 ： is1 iA c o s 1t, is2 iA c o s( 1t 1 2 0 ),
转子轴上的转矩平衡方程为：
J
d dt
Tem
Td
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• 3.5.3 无刷直流电动机调速系统
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变频器、无刷直流电机、位置和转速检测装置以及控制电路。 控制电路包括典型的速度和电流控制器、PWM脉宽调制以及 逻辑控制单元。 逻辑控制单元主要作用是负责电动机四象限运行时的转矩方 向。 输入信号：速度控制器的状态判别信号、PWM信号、转子位 置传感器信号等。 PWM作为译码器的选通信号，控制电压正负极性信号和转子 位置传感器信号作为译码地址。 译码器输出经过逻辑门产生逆变器的开关信号，并满足逻辑 关系如下：
• 3.5.1工作原理
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• 3.5.2 数学模型
• 电磁转矩 • 反电动势
Tem2pm riaK tia
epmr ddt pmr
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• 三相定子绕组的电压平衡方程
us1
Ris1
L
dis1 dt
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• 3.6 永磁同步电动机矢量控制
• 3.6.1 工作原理
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定子合成电流
iiss21
iA iA
cos1t cos(1t
120 )
is3 iA cos(1t 240 )
i i i i i e s第3章直流s1 电动机转s2 矩转速控s制3
M
dis2 dt
M
dis3 dt
e1
us2
Ris2
L
dis2 dt
M
dis1 dt
M
dis3 dt
e2
us3
Ris3
L
dis3 dt
M
dis1 dt
M
dis2 dt
e3
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• 由于三相对成电动机中 is1is2is30
• 因此， M (is1is2)M is3
• 则有
u s1
• 3 PWM 放大器中的一些特殊问题 • （1）功率管的选择
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• （2）功率管的保护
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• 3.3.3 晶闸管驱动器
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