(技术文档2)异步电机目前几种主要控制方法的对比分析
异步电机矢量控制系统的参数辨识研究
异步电机矢量控制系统的参数辨识研究异步电机矢量控制系统的参数辨识研究摘要：异步电机矢量控制是现代电机控制技术的重要分支，其有效应用于各个领域。
参数辨识是实现精确控制的基础，本文对异步电机矢量控制系统参数辨识方法进行了深入的研究和分析。
首先，介绍了异步电机的基本原理和矢量控制技术的基本原理。
然后，详细介绍了参数辨识的常用方法，包括模型基准法、频域法、时间域法和优化算法等。
最后，通过数值仿真对比分析不同方法的性能，并提出了参数辨识的优化策略，以提高系统的控制精度和鲁棒性。
关键词：异步电机，矢量控制，参数辨识，仿真，优化策略一、引言异步电机作为一种常用的驱动设备，广泛应用于工业生产和交通运输等领域。
而矢量控制技术则能够更精确地控制异步电机的转速和扭矩，在提高系统效率和响应速度方面具有重要意义。
然而，要实现精确的矢量控制，首先需要准确地辨识出电机系统的参数，本文旨在对异步电机矢量控制系统参数辨识进行深入的研究和分析。
二、异步电机矢量控制的基本原理异步电机矢量控制是通过控制电机的磁场和电流实现对电机转速和扭矩的精确控制。
其基本原理是根据电机的数学模型，利用矢量的概念将电机控制转化为磁场和电流的控制。
通过控制磁场和电流的大小和相位，可以实现对电机转速和扭矩的精确控制。
三、参数辨识的常用方法参数辨识是确定电机系统中各个参数的值，进而实现精确控制的关键。
常用的参数辨识方法包括模型基准法、频域法、时间域法和优化算法等。
1.模型基准法模型基准法是一种常用的参数辨识方法，其基本思想是通过对电机系统进行建模，得到电机的数学模型。
然后利用实际运行数据，通过最小二乘法等方法，将实际数据与建模数据进行对比，确定模型中各个参数的值。
2.频域法频域法是一种基于频率响应的参数辨识方法。
通过对机械和电磁转矩、速度和电流等频率响应的测量，结合数学模型，利用辨识算法计算出系统的参数。
常用的频域方法包括基于传递函数和基于频域微分方程的方法。
电机控制策略比较与优化分析
电机控制策略比较与优化分析1. 引言电机控制策略的选择和优化对于提高电机系统的性能至关重要。
本文旨在比较不同电机控制策略的特点，分析其优劣之处，并提出相应的优化建议。
2. 直接转矩控制(DTC)直接转矩控制是一种实时控制电机转矩和转速的方法，其优点在于响应快、动态性能优良，并且对转速和负载的变化具有良好的鲁棒性。
然而，直接转矩控制在低速和低负载下存在扭矩纹波和转速波动问题，可能会对电机和负载产生不利影响。
3. 矢量控制矢量控制是一种基于电机模型的控制策略，它通过计算和控制电机的电压和电流矢量来实现电机的速度和扭矩控制。
矢量控制具有良好的动态性能、高精度和鲁棒性，但需要较复杂的控制算法和较高的计算能力，对控制器的要求较高。
4. 感应电机自适应控制感应电机自适应控制是一种通过估计电机参数的方法来实现电机控制的策略。
自适应控制能够根据电机的变化自动调整控制参数，具有较好的适应性和鲁棒性。
然而，自适应控制对估计器的设计和实现要求较高，在实际应用中可能存在稳定性和收敛性等问题。
5. 感应电机无传感器控制(Sensorless Control)感应电机无传感器控制是指不需要使用速度和位置传感器，仅通过电机本身的回馈信号来实现电机控制的方法。
该控制策略减少了传感器的成本和故障风险，并且简化了控制系统的结构。
然而，无传感器控制对于电机参数的准确估计要求较高，且在低速和低负载下可能存在不稳定性的问题。
6. 控制策略优化建议针对不同电机控制策略的特点和问题，以下是一些建议的优化措施：- 对于直接转矩控制，可以通过增加控制器的带宽和优化滑模参数来减少扭矩纹波和转速波动。
- 对于矢量控制，可以考虑使用基于模型预测控制(MPC)的方法来进一步提高控制性能。
- 对于自适应控制，需要设计合适的观测器和估计器来提高参数估计的准确性和收敛性。
- 对于无传感器控制，可以考虑引入外部测量信号或者改进估计算法来提高低速和低负载下的控制稳定性。
永磁同步电机 异步电机 调速方法
永磁同步电机异步电机调速方法下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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项目五三相异步电机的典型控制教学课件
滑模变结构控制在实现上通常采用离散化的开关控制器，这会导致系统状态在滑模面上产生抖振现象 。抖振问题会影响系统的动态性能和稳定性，因此需要采取一定的措施来解决或抑制抖振问题。例如 可以采用模糊逻辑或神经网络等智能算法来改善系统的动态性能和减小抖振现象。
04 控制系统设计
系统硬件设计
项目五三相异步电机 的典型控制教学课件
目录
CONTENTS
• 异步电机基础 • 典型控制方法 • 控制策略与实现 • 控制系统设计 • 实验与验证 • 案例分析与实践
01 异步电机基础
工作原理
异步电机是利用电磁感应原理工作的，当电机运行时，定子 产生旋转磁场，转子在旋转磁场的作用下产生感应电流，感 应电流与旋转磁场相互作用产生转矩，从而使电机旋转。
料的自动化运输。
案例二
智能家居中的窗帘控制，通过三相 异步电机实现窗帘的自动开合。
案例三
电动汽车的充电桩冷却系统，利用 三相异步电机带动风扇，对充电桩 进行散热。
控制策略优化
优化一
采用矢量控制算法，实现对三相 异步电机的精确控制，提高系统
的动态响应性能。
优化二
引入滑模变结构控制算法，增强 系统的鲁棒性，减小外部干扰对
异步电机的机座通常采用铸铁或钢板焊接而成，起到支撑和保护作用；铁芯采用 硅钢片叠压而成，以减小磁阻和铁损；绕组采用绝缘铜线或铝线绕制而成，根据 不同的电机型号和用途，绕组的匝数和连接方式也不同。
运行特性
异步电机的运行特性包括机械特性和电气特性。机械特性是指电机的转 速与输入电压、电流之间的关系；电气特性是指电机的效率、功率因数 和温升等电气性能指标。
控制算法实现
算法选择与优化
根据控制需求和系统特点，选 择合适的控制算法并进行优化
异步电机直接转矩控制
05
仿真与实验验证
仿真模型建立与参数设置
电机模型
选择合适的异步电机模型，如感 应电机模型，并设置电机参数， 如定子电阻、转子电阻、互感等 。
控制器模型
设计直接转矩控制器模型，包括 转矩和磁链观测器、开关表、滞 环比较器等部分，并设置相应的 参数。
开关表选择
根据电机的运行状态和误差信号，选择合适的开关表，实现对电机 的高效控制。
现代直接转矩控制策略
空间矢量调制技术
通过空间矢量调制技术，实现对 电机转矩和磁链的连续控制，提
高电机的运行性能。
无差拍控制
采用无差拍控制技术，实现对电 机转矩的快速响应和无超调控制
，提高系统的动态性能。
预测控制
基于电机的数学模型和实时运行 状态，采用预测控制技术对电机 的未来行为进行预测和控制，提
异步电机直接转矩控制
汇报人：XX
目录
• 引言 • 异步电机数学模型与特性分析 • 直接转矩控制策略与方法 • 异步电机直接转矩控制系统设计 • 仿真与实验验证 • 总结与展望
01
引言
异步电机概述
异步电机的基本结构
异步电机的分类
包括定子、转子、端盖、轴承等部分 ，其中定子和转子是电机的核心部分 。
性。
负载特性
研究异步电机在不同负载下的电压 、电流、功率因数和转速等特性变 化。
调速特性
探讨异步电机在不同转速下的电压 、电流、功率因数和转矩等特性变 化。
异步电机运行状态与转矩关系
电动状态
01
异步电机作为电动机运行时，电磁转矩与转速方向相同，驱动
负载转动。
异步电动机调速方式
异步电动机调速方式一、什么是异步电动机？异步电动机是最常见的电动机之一，也常被称为感应电动机。
它的特点是与电源的旋转磁场失步，因而得名“异步”电动机。
异步电动机中的旋转磁场由出现在电源上的交流电流产生，通过电动机的线圈产生。
在同步电动机中，整个机架和电动机产生的磁场都保持同步。
然而，在异步电动机中，磁场是先进后退的，而不是旋转。
这种磁场的变化使电动机转动，因为它们会不断地将磁场变化转化成运动。
二、异步电动机调速原理及控制方式1. 定频控制方式在传统的电机控制中，定频控制方式是最常用的方式之一。
通过调整电源直接改变供电频率，从而改变电动机的速度，使电机能够适应不同的负载需求。
这种调速方式的优点是简单易行、成本低，但其缺点是当负载发生快速变化时，难以实现稳定的速度控制。
2. 软启动方式当电机启动的时候，由于启动电流突然增大，可能会对电网造成较大的冲击。
因此，在实际应用中，往往采用软启动方式。
软启动的方法是先将电机接通至一个较小的电源，电动机的速度由零开始逐步增加到设定值。
这种方式可以很好地降低电机启动时的冲击，同时也可以减少电力设备的损坏。
3. 变频控制方式变频调速器是一种通过改变电源的频率来实现电动机调速的装置。
它的优点包括精度高、控制性能好、输出力矩大、可靠性高等。
通过变频器的输出，交流电源可以转变为高压、高频的交流电源，以实现变速控制。
因此，在不同的负载情况下，可以控制电机的运行速度，最大程度地实现经济效益。
此外，变频调速器还可以实现启停控制、电流限制等功能，并具有较高的安全性和可靠性。
4. 矢量控制方式矢量控制是一种新型的电机控制技术，它能够采用更加灵活的方式，实现更加精准的电机控制。
在矢量控制中，控制电路通过精确测量电动机的输出电流、转矩等参数，并将这些参数转换为数字信号，然后通过高精度的运算控制电机的转速、转矩等参数。
总之，异步电动机调速方式有许多种，定频控制方式、软启动方式、变频控制方式、矢量控制方式等都具有其特点和优缺点。
三相异步电动机的控制 -回复
三相异步电动机的控制-回复三相异步电动机的控制可以分为两个主要方面：起动控制和运行控制。
起动控制主要涉及到电动机在启动时的相关控制策略，而运行控制则关注电动机在运行时的稳定性和效率控制。
本文将逐步介绍三相异步电动机的控制步骤和相关技术。
1. 异步电动机的原理三相异步电动机是一种常见的电动机类型，其工作原理基于电磁感应。
它由一个定子和一个转子构成。
当三相交流电源施加到定子上时，会产生一个旋转磁场。
转子由导体条组成，当定子旋转磁场作用于转子时，感应电动势会在转子中激发电流，进而导致转子运动。
通过调节电源频率和转子负载可以控制电动机的转速和运行情况。
2. 起动控制起动时，电动机由于静止状态，需要克服转子上的转矩惯性和其他摩擦阻力，从而使转子开始运动。
常见的起动控制方法有直接起动、定时器起动和降压起动。
直接起动是最简单的方法，直接将电源连接到电动机的定子。
然而，这种起动方法对电网冲击较大，可能导致电网电压下降，增加电动机和其他设备的负荷。
因此，直接起动一般适用于小功率的电动机。
定时器起动方法通过设置一个延迟时间，使电动机在起动时有足够的时间来克服惯性和摩擦阻力。
这种方法相对较为安全，但需要合理设置延迟时间以确保电动机可以顺利起动。
降压起动是通过降低起动时电动机的电压来减小起动时的冲击，提供稳定的起动过程。
常见的降压起动方法包括星角起动和自耦变压器起动。
星角起动通过将三相电源接到一个起动电路上，然后再转接到电动机的定子上，从而降低电压。
自耦变压器起动则利用自耦变压器调节电源电压，实现降低电压的目的。
3. 运行控制一旦电动机成功起动，就需要进行运行控制以实现所需的转速和负载要求。
运行控制的主要目标是提高电动机的效率，降低功耗。
常见的运行控制方法包括变频调速、电流控制和矢量控制。
变频调速是一种广泛应用于三相异步电动机控制的方法。
它通过改变电源频率，使电动机的转速产生相应变化。
变频调速具有灵活性高、精度高和响应速度快的特点，适用于各种负载要求。
相异步电动机的七种调速方法及特点：
三相异步电动机分类特点以及调速方法三相异步电动机分类：1、从调速的本质来看，不同的调速方式无非是改变交流电动机的同步转速或不改变同步转两种。
不改变同步转速的调速方法有1)绕线式电动机的转子串电阻调速、2)斩波调速、3)串级调速以及应用电磁转差离合器、4)液力偶合器、5)油膜离合器等调速。
不改变同步转速的调速方法在生产机械中广泛使用。
2、改变同步转速的有改变定子极对数的多速电动机，改变定子电压、频率的变频调速有能无换向电动机调速等。
3、从调速时的能耗观点来看，有1)高效调速方法与2)低效调速方法两种：高效调速指时转差率不变，因此无转差损耗，如多速电动机、变频调速以及能将转差损耗回收的调速方法(如串级调速等)。
有转差损耗的调速方法属低效调速，如转子串电阻调速方法，能量就损耗在转子回路中；电磁离合器的调速方法，能量损耗在离合器线圈中；液力偶合器调速，能量损耗在液力偶合器的油中。
一般来说转差损耗随调速范围扩大而增加，如果调速范围不大，能量损耗是很小的。
我们清楚三相异步电动机转速公式为：n=60f/p(1-s)从上式可见，改变供电频率f、电动机的极对数p及转差率s均可太到改变转速的目的，下面松文机电具体介绍其七种调速方法。
一、变极对数调速方法：这种调速方法是用改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的。
本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。
特点如下：1、具有较硬的机械特性，稳定性良好；2、无转差损耗，效率高；3、接线简单、控制方便、价格低；4、有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；5、可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。
二、变频调速方法：变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。
变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流-直流-交流变频器和交流-交流变频器两大类，目前国内大都使用交-直-交变频器。
异步电机及控制解析
n<0，T<0，反转可以运行但不能起动。
单相异步交流电动机的工作原理
2、两相绕组的旋转磁场
单相分相式：定子安放2相绕组，它们参数相同，但空间位置上相差 900电角（对称），2相对称绕组中通入大小相等，相位相差900电角的 2相对称电流。
排气风扇
什么是单相异步交流电动机
洗衣机电机
电动车电机
油烟机电机
家 用 空 调 电 机
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什么是单相异步交流电动机
单相异步电动机的优缺点
优点：结构简单，成本低廉，噪音小。 缺点：与同容量三相感应电动机相比较，体积较大，功率 因数及过载能力都较低。 故单相感应电动机只能作成小容量： 微型：几瓦～750瓦； 小型：550瓦～3700瓦。
单相异步交流电动机的结构
与三相感应电动机相似，包括定子和转子两大部分。转子 结构都是笼型的，定子铁心由硅钢片叠压而成。定子铁心上嵌 有定子绕组。
单相感应电动机正常工作时，一般只需要单相绕组即可， 但单相绕组通以单相交流电时产生的磁场是脉动磁场，单相运 行的电动机没有起动转矩。
为使电动机能自行起动和改善运行性能，除工作绕组（又 称主绕组）外，在定子上还安装一个辅助的起动绕组（又称副 绕组）。两个绕组在空间相距900或一定的电角度。
合成磁场：一个旋转磁场：n1= 60 f1
p
起动必要条件：1）定子具有空间不同相位的2个绕组
2）两相绕组中通入不同相位的交流电流，分相
单相异步交流电动机的工作原理
单相异步交流电动机的工作原理
分析： 1）转子静止时，n=0,S=1，合成转矩为0。单相感应电动机 无起动转矩，故单相异步电动机不能自行起动。
异步电动机矢量控制_FOC_和直接转矩控制_DTC_方案的比较(粗读)
图１
基本 ＤＦＯＣ 原理图
异步电动…………………………… （８） dt Lr （９） ϕr = (ϕ s − σLS i s ) ………………………… M 转子磁通估计器已经被认为是理想的，在低速时
变流技术与电力牵引
２／２００４
异步电动机矢量控制（Ｆ Ｏ Ｃ ）和直接转矩控制（Ｄ Ｔ Ｃ ）方案的比较
１ ３
由电机参数变化而产生的影响超出了本文的主要研究 目的。 电流控制器在转子磁链坐标系下用带反电势补偿 的 ＰＩ 调节器来实现。
转矩脉动。这种现象主要是由于在电压空间矢量选择 算法中缺少转矩和转子速度值的信息。 表 １ 基本开关表
直接转矩控制的本质就是基于电机转矩和磁通的参考值与观测值之间的误差通过直接控制逆变器的开关状态以使转矩和磁通误差限制在预定的容差范与磁场定向控制foc不同直接转矩控制不需要任何电流调节器坐标变换和pwm信号发生器如不需要结果定时器
变流技术与电力牵引
２／２００４
１ １
设计・研究
异步电动机矢量控制（ＦＯＣ）和 直接转矩控制（ＤＴＣ）方案的比较
１
引言
种技术之间的区别和它们的优、缺点。 直接转矩控制的本质就是基于电机转矩和磁通的 参考值与观测值之间的误差，通过直接控制逆变器的 开关状态，以使转矩和磁通误差限制在预定的容差范 围内。 与磁场定向控制（ＦＯＣ）不同，直接转矩控制不需 要任何电流调节器、坐标变换和 ＰＷＭ 信号发生器（如 不需要结果定时器） 。尽管 ＤＴＣ 结构简单，但它能获得 优良的动、静态转矩控制性能。问题是相对于 ＦＯＣ 如 何令人满意地定量分析 ＤＴＣ 的转矩控制性能。 另外，相对于 ＦＯＣ，直接转矩控制对参数变化具 有较强的不敏感性。 然而，众所周知，直接转矩控制具有如下缺点： （１）极低速下难于控制转矩和磁通； （２）电流和转矩脉动大； （３）开关频率变化的特性； （４）低速下噪声大； （５）缺乏对电流的直接控制。 因此，根据笔者的经验，给出了这两种技术（ＦＯＣ
电力系统的异步电动机控制技术
电力系统的异步电动机控制技术随着科技的不断发展，电力系统也在不断更新。
异步电动机是一种常见的电机，也是低成本和高效率的选择之一。
在电力系统中，异步电动机控制技术也越来越成熟和普及。
本文将探讨电力系统中异步电动机的控制技术。
异步电动机的结构和工作原理异步电动机是一种感应电动机，由定子和转子两部分组成。
定子由线圈和铁心组成，线圈中通以交流电流，产生旋转磁场。
转子共有两种类型，一种是鼠笼式转子，一种是深槽型转子。
鼠笼式转子由铝线圈组成，而深槽型转子由铜线圈组成。
当异步电动机接通电源时，定子产生旋转磁场，由于转子中的电流感应出反磁场，从而产生转矩，使转子跟着定子一起旋转。
异步电动机的控制方式异步电动机的控制方式主要分为电压控制和变频控制两种。
电压控制电压控制是指通过控制电源电压使电机达到所需的转速和负载。
在电压控制中，主要是通过人工调节电源电压来控制电机的转速和负载。
这种方式简单易行，但缺点也很明显，如速度控制响应慢，电机效率低，这些都会降低电机的效率。
变频控制变频控制是一种先进的电机控制方法，可以全面控制电机的转速和负载。
变频控制的基本原理是将电源的交流电转换成直流电，然后转换为所需要的频率和电压，再送入异步电动机。
通过变频控制器来控制电机所需的频率和电压，可以实现电机的高效运行，同时也可以实现对电机的保护和控制。
变频控制具有以下优点：一是实现了电机的高效运行，能够提高电机的效率；二是通过变频器可以实现电机的精确控制，提高了性能和精度；三是变频器具有智能化功能，可以对电机进行全方位的保护和控制。
异步电动机控制技术的应用异步电动机广泛应用于机械、冶金、煤矿、石化、水泥等行业。
不同行业的应用需要不同的控制方式。
例如，在冶金行业，需要对电机进行高精度和大负载的控制，可以采用变频控制，以实现电机的高效和精准运行；而在煤矿行业，电机需要长时间运行和重负荷工作，这种情况下，可以采用电压控制，因为简单易行，且操作方便。
异步电机的矢量控制
异步电机的矢量控制
异步电机的矢量控制是一种先进的电机控制技术，能够提高电机的性能和效率。
在传统的电机控制方法中，通常使用直接转矩控制或者感应电机的矢量控制。
然而，这些方法在某些情况下存在一定的局限性，例如转矩响应速度较慢，效率不高等。
异步电机的矢量控制技术通过控制电机的电流和磁场，实现对电机的精准控制。
这种控制方法可以使电机在不同工况下都能够保持稳定的性能，提高电机的转矩响应速度和效率。
与传统的控制方法相比，异步电机的矢量控制具有更高的精度和可靠性。
在异步电机的矢量控制中，首先需要对电机的电流进行控制，以确保电机的磁场和转子的位置保持在理想状态。
通过对电机的电流进行精确控制，可以实现电机的高效运行，并且可以在不同负载条件下实现电机的平稳运行。
异步电机的矢量控制还需要对电机的转子位置进行准确检测和估算。
通常会使用编码器或者传感器来检测电机的转子位置，以便及时调整电机的控制参数。
通过准确的转子位置检测，可以确保电机在高速旋转时也能够保持稳定的性能。
除了电流控制和转子位置检测，异步电机的矢量控制还需要对电机的速度进行精确控制。
通过对电机的速度进行调节，可以实现电机的平稳启动和高速运行。
同时，还可以根据不同的工况调整电机的
转矩输出，以满足不同的应用需求。
总的来说，异步电机的矢量控制是一种先进的电机控制技术，能够提高电机的性能和效率。
通过精确控制电机的电流、转子位置和速度，可以实现电机在不同工况下的稳定运行，并且可以满足不同应用场景的需求。
随着电机控制技术的不断发展，相信异步电机的矢量控制技术将会得到更广泛的应用和推广。
三相异步电动机正反转控制实验总结
三相异步电动机正反转控制实验总结下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!一、引言三相异步电动机是工业中常用的电动机之一，它具有结构简单、运行可靠的特点，在工业生产中有着广泛的应用。
三相异步电动机的6种启动方法选择与比较
三相异步电动机的6种启动方法选择与比较1、直接启动直接启动的优点是所需设备少，启动方式简单，成本低。
电动机直接启动的电流理论上来说，只要向电动机提供电源的线路和变压器容是正常运行的 5 倍左右，量年夜于电动机容量的 5 倍以上的，都可以直接启动。
这一要求关于小容量的电动机容易实现，所以小容量的电机绝大部分都是直接启动的，不需要降压启动。
关于年夜容量的电动机来说，一方面是提供电源的线路和变压器容量很难满足电动机直接启动的条件，另一方面强年夜的启动电流冲击电网和电动机，影响电动机的使用寿命，对电网不利，所以年夜容量的电动机和不能直接启动的电动机都要采用降压启动。
直接启动可掖棵胶木开关、铁壳开关、空气开关(断路器)等实现电动机的近距离操作、点动控制，速度控制、正反转控制等，也可掖棵限位开关、交流接触器、时间继电器等实现电动机的远距离操作、点动控制、速度控制、正反转控制、自动控制等。
2、用自偶变压器降压启动采用自耦变压器降压启动，电动机的启动电流及启动转矩与其端电压的平方成比例降低，相同的启动电流的情况下能获得较大的启动转。
如启动电压降至额定电压的65%，其启动电流为全压启动电流的42%，启动转矩为全压启动转矩的42%。
自耦变压器降压启动的优点是可以直接人工操作控制，也可掖棵交流接触器自动控制，经久耐用，维护成本低，适合所有的空载、轻载启动异步电动机使用，在生产实践中得到广泛应用。
缺陷是人工操作要配置比较贵的自偶变压器箱(自偶补偿器箱)，自动控制要配置自偶变压器、交流接触器等启动设备和元件。
3、Y-△降压启动定子绕组为△连接的电动机，启动时接成Y，速度接近额定转速时转为△运行，采用这种方式启动时，每相定子绕组降低到电源电压的58%，启动电流为直接启动时的33%，启动转矩为直接启动时的33%。
启动电流小，启动转矩小。
Y-△降压启动的优点是不需要添置启动设备，有启动开关或交流接触器等控制设备就可以实现，缺陷是只能用于△连接的电动机，x大型异步电机不能重载启动。
异步电机直接转矩控制策略
汇报人：日期:CATALOGUE 目录•异步电机概述•直接转矩控制（DTC）策略简介•异步电机DTC策略的实现方法•异步电机DTC策略的性能优化•异步电机DTC策略的应用案例与未来展望01异步电机概述异步电机的定义和工作原理定义异步电机，又称感应电机，是一种基于电磁感应原理工作的电动机。
与同步电机不同，异步电机的转子速度与定子磁场旋转速度存在一定的转速差。
工作原理当定子绕组通入三相交流电时，会在气隙中产生旋转磁场。
这个旋转磁场与转子导体产生相对运动，从而在转子导体中产生感应电动势和感应电流。
根据电磁感应原理，这个感应电流会与旋转磁场相互作用，产生电磁力，驱动转子转动。
发电机的励磁异步电机可以作为发电机的励磁机，通过控制励磁电流来调节发电机的输出电压和频率。
电力系统的调峰填谷异步电机可以作为电力系统的调峰填谷手段，通过控制其运行状态来调节电力系统的有功功率和无功功率。
拖动各种生产机械异步电机具有结构简单、运行可靠、维护方便等优点，因此被广泛应用于拖动各种生产机械，如风机、水泵、压缩机等。
异步电机在电力系统中的应用异步电机控制的重要性提高运行效率01通过采用先进的控制策略，可以提高异步电机的运行效率，降低能耗，实现节能减排。
改善电能质量02异步电机的运行状态直接影响到电力系统的电能质量。
通过有效控制异步电机，可以减少谐波、降低电压波动和闪变，提高电能质量。
增强系统稳定性03异步电机作为电力系统的重要组成部分，其稳定性对于整个系统的稳定运行至关重要。
采用适当的控制策略，可以提高异步电机的稳定性，增强整个电力系统的稳定性。
02直接转矩控制（DTC）策略简介电压矢量选择DTC策略中，根据电机的当前状态和期望的转矩，选择合适的电压矢量来驱动电机。
这种选择通常基于查找表或者优化的算法。
原理概述DTC策略基于电机的电磁转矩方程，通过直接调节电机的电压矢量来控制转矩，从而实现对电机速度和位置的精确控制。
转矩和磁链观测为了实时调节电机的转矩，DTC 策略需要实时观测电机的转矩和磁链。
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异步电机几种主要控制方法的对比分析近些年来，随着电力电子、计算机控制以及矢量控制等技术的不断发展，交流调速获得了巨大的技术支持，交流调速系统已经取代了直流调速系统。
交流异步电机调速控制系统大致可分为两大类，一类是标量控制系统，主要是变频调速系统，包括恒压频比控制（V/F 控制）和转差频率控制。
另一类是矢量控制系统，包括转子磁场定向矢量控制（VC ）、转差频率矢量控制、直接转矩控制（DTC ）和无速度传感器矢量控制。
1 标量控制1.1 恒压频比控制( V/F)交流异步电机调速时，总是希望保持每极磁通量m Φ为额定值不变，这样铁芯才能工作在最经济状态。
电源频率和电机极对数决定异步电动机的同步转速，即在改变电源频率时，可以改变电机的同步转速，这时只有控制电源电压与变化的频率的比值为恒定( V/F 恒定) ，才能确保电动机的磁通m Φ基本恒定。
电动机定子的感应电动势：m N111K 44.4Φ=N f E g （1）式中Eg —气隙磁通在定子每相绕组中感应电动势有效值;1f —电源频率; 1N —定子每相绕组串联匝数; 1N K —基波绕组系数; m Φ—每极气隙磁通量。
由式(1)可知，在控制电动机频率时，保持1/f E g 1恒定，就可以维持磁通恒定。
有三种不同方式的电压—频率协调控制。
(1) 恒压频比=11/f U 控制,1U 为定子端电压，这种方式最容易实现，能够满足一般调速要求，其缺点是低速带载能力差，需要对定子压降进行补偿。
(2) 恒1/f E g 控制，g E 是气隙磁通在定子每相绕组中感应电动势，它以对恒压频比实行电压补偿为目标，稳态调速性能优于恒压频比11/f U 控制。
这种控制方式的缺点是机械特性非线性，产生转矩的能力不强。
(3) 恒1/f E r 控制，r E 是气隙磁通在转子每相绕组中感应电动势，这种控制方式可以得到和直流励电动机一样的机械特性，从而使高性能调速得以实现。
但是它的控制系统比较复杂。
以上的电压—频率协调控制都是基于异步电机稳态模型的控制方案，多用于动态性能不高的场合。
而且是在基频以下进行的恒转矩调速，如在基频以上则采用电压恒定只提高频率的恒功率弱磁调速。
1.2 转差频率控制前面所述的电压—频率协调控制可以满足一般平滑调速要求，但是其动、静态性能差，电力拖动自动控制系统大都服从基本运动方程式：dt d n J T T p L e ω=- (2)由上式可知，控制电磁转矩Te 就能控制dt d /ω，也就是速度的变化率，就能提高系统的动态性能。
电动机稳态运行时，如果s 很小，可以得到电磁转矩的近似关系式 '22R K T s m m e ωΦ≈ (3)上式表明，保持气隙磁通Φm 不变，异步电机的转矩就近似与转差角频率ωs 成正比。
也就是说，控制异步电机中的ωs 就相当于控制转矩，就和直流电机中控制电流来实现控制转矩一样。
转差频率控制的规律是在ωs ≤ωsm 的范围内，按照式：21222221222201)(L R L L R I I s m s '+''++'=ωω (4) 控制定子电流，就能保持气隙磁通Φm 恒定，电磁转矩Te 基本上与ωs 成正比。
转速闭环转差频率控制的交流调速加、减速平滑，系统容易稳定，而且动态调节过程快，系统无静差。
基本上具备了直流电机双闭环控制系统的优点，应用前景广泛。
但实际转差频率控制系统还不能完全达到直流双闭环系统水平，主要原因有以下几个方面:(1) 只有在稳态时按照(4)式控制定子电流才能保持磁通Φm 恒定。
而在动态过程中，Φm 肯定不恒定。
(2) 如果按照(4)式推导出只控制定子电流幅值，不控制相位，转矩动态过程变缓，另外函数发生器还存在一定的误差。
(3) 系统很大程度上依赖于转速检测信号的精度，很小的转速误差会产生很大的转差频率误差。
2 矢量控制2.1 转子磁场定向矢量控制(FOC)FOC 控制算法是根据电机动态模型经过缜密的数学推导得出的，其过程需要进行坐标变换，将三相异步电动机变换为空间上互差90°的两相电动机，d 轴和q 轴构成同步旋转坐标系。
转子磁链FOC 控制中规定转子总磁链矢量ψ2总是沿着d 轴方向，定子电流被分解为励磁分量isd 和转矩分量isq ，分别控制转子磁链和电磁转矩。
相应的控制方程为:sd r m i T L 12+=ψ 2ψsq r m p e i L L n T = 其基本控制框图如图1 所示，由框图可以看出此系统是一个双闭环系统，其中最关键的环节就是转子磁链幅值和相位的观测。
图1 转子磁场定向矢量控制系统框图转子磁场定向控制相对于标量控制的优点:(1) 实现了转矩和磁通的解耦控制，使其动态性能与直流电机的调速性能差不多。
(2) 在宽广的调速范围内能保持磁通恒定。
能够抑制较大的暂态电流。
(3) 可在电动机状态、反制动状态以及磁弱状态进行高效的转矩控制。
转子磁场定向矢量控制的缺点:(1) 转子时间常数对转子磁通估计影响较大，另外转子磁通估计还受温度、频率等因素的影响，因此要作出精确的估计是很困难的。
(2) 设计合适的PI 调节器很困难，电机模型参数影响其设计是否合理。
2.2 转差矢量控制转差矢量控制是一种间接磁场定向控制，其系统框图如图2 所示，在保证转子磁链的大小恒定不变的前提条件下，电机的转矩和转差频率成比例，相应的控制方程为:2ψsq rm p e i L L n T = sd r m s i T L 2ψω= 根据所需要的转矩推算出相应的转差角频率和计算动态过程中为保持转子磁链相位不变的附加转差角频率，并测出电动机转子的角速度，以三者之和的积分进行磁场定向。
其优点是不需要实际计算转子磁链的幅值和相位，不需要进行繁琐的坐标变换，调速范围宽。
由于转差频率间接矢量控制并没有实现转子磁场的真正闭环控制，s ω和转子磁链间又存在着很强的耦合关系，动态性能比较差。
图2 转差矢量控制系统框图2.3 直接转矩控制(DTC)直接转矩控制是一种基于电机定子变量的直接控制的非线性控制方式，并被看作与FOC 并列的控制策略。
直接转矩控制技术直接在定子坐标系下计算与控制交流电机的转矩，采用空间矢量分析方法，利用定子磁场定向，借助于离散的两点式调节( Bang —Bang 控制) 产生PWM 信号，直接对逆变器的开关状态进行最佳控制，瞬时控制电动力矩和定子磁通幅值。
其基本的控制框图如3图所示。
其中T C C 、 为迟滞比较器的输出，由此检测开关状态，发出脉冲信号。
图3 直接转矩控制原理框图直接转矩控制的优点:(1) 控制算法简单，硬件易实现。
只受电机模型Rs 参数影响，鲁棒性好。
(2) 逆变器件的开通和关断进行综合控制实现最小的开关频率，减小了器件损耗。
(3) 不需要旋转坐标变换对电机模型进行解耦，计算简单。
(4) 直接以转矩作为被控量，响应迅速，可以实现无超调的高动、静态性能。
调节滞环调节器的环宽可以控制转速波动范围。
直接转矩控制的缺点:(1) 逆变器的开关频率在滞环调节器固定环宽的影响下，取决于电机转速和负载转矩，因此可能引起噪声，EMC以及电机转矩脉动。
(2) 转矩的频谱包含了大量的不可预测的谐波，这可能导致机械共振和失误。
(3) 由于开关频率在极低速时可能下降到十几Hz，会产生较高的声频噪声，低速时转矩和磁通控制困难。
(4) 无法对电流进行直接控制，具有大的电流纹波，在电磁兼容性能不好。
(5) 在相同的采样频率下，转矩纹波通常都会比采用PWM 控制方式的多。
(6) 开关器件的结温相比与采用PWM 技术而言很难预测，影响功率变换器的设计。
2.4 无速度传感器矢量控制无速度传感器的高性能异步电动机调速系统是在常规带速度传感器的控制基础之上发展起来的。
其控制的核心就是转速信号的观测，获取转速信号的方法基本上有以下三条思路:(1) 基于电动机数学模型计算转速这种思路主要包括两种方法进行转速计算，一种是基于转子反电动势估计法，另一种方法是基于转子磁通计算转速，这两种方法主要优点是算法简单、直观性强，速度估计实时性较好。
缺点是基于开环工作状态的估测，精度不高。
对电机参数比较敏感，抗干扰能力差。
(2) 基于PI 闭环控制作用构造转速信号这种思路利用PI 闭环控制构造转速，包括转矩电流或转子磁通的误差项，通过自适应控制器去调整这个误差项以获取转速信息。
这种无传感器控制系统共同的优点是: 自适应调节能力强，算法简单易行。
其缺点是: PI 调节器调节能力有限，辨识精度受磁链观测性能影响较大。
动态转速的准确度依赖于实际调试，同样型号的变频器用于转动惯量不一样的负载机械时，必须重新调试。
(3) 利用电动机结构上的特征提取转速信号无论是基于数学模型的开环计算转速，还是基于PI 控制的闭环构造转速，都需要电动机的数学模型来做铺垫，这样就必不可少地受电动机参数变化的影响。
为了克服速度估计中对电机参数的依赖性，可以从电动机本身结构上的特征出发，设法找到与转速有关的信息，从而提取转速信号。
在这条途径上的研究成果有:———利用基于齿谐波信号中与转速相关的频率成分来提取转速信息。
但是此方法广泛采用快速傅里叶变换技术、自相关功频谱估计法，从而造成低速时估计误差大，实时处理能力差，易受噪声干扰。
———给定子绕组注入一个三相平衡的高频电压信号，在电机内部产生一个可检测的凸极，通过检测凸极位置来获取转速信息。
这种方法不依赖电机参数和工况，低速估计准确，此法在无速度传感器控制领域有广阔的应用前景。
另外还有漏感脉动检测法、阻抗差异定向法、饱和凸极检测法等。
3 结论可以说随着电力电子器件及其技术的发展，矢量控制的异步电机能实现和直流电机相媲美的高性能调速。
矢量控制在交流调速领域中已获得了广泛应用，然而为了提高其控制性能，在很多方面仍要进行深入的研究，例如电机参数在线识别、低速或是零转速启动等。
未来交流电机控制的发展方向是综合利用各种智能控制，取长补短相互融合构成更优良的控制系统。