三相异步电动机的矢量变换控制

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异步电机矢量控制.

下步工作
学习在矢量控制中加入电流闭环控制的相关原理制作IRMCF341电源供电部分，保证电源部分输出正确的电压。在IRMCF341微控制器8051中增加故障处理程序，保证故障类型的完整。
将电压方程
改写为
笼型转子内部短路
σ=1-L2M/LS/LR σ电机漏磁系数
整理可得状态方程
其中Tr—转子电磁时间常数，Tr=Lr/Rr。
二、异步电机的矢量控制
αβ坐标系下转子磁链旋转矢量 ψr空间角度φ， d轴改成m轴，q轴改成t轴 m轴与转子磁链旋转矢量重合
代入上式
状态方程
可得mt坐标系的旋转角速度
转子绕组2r/2s变换
2r/2s
电压方程
பைடு நூலகம்
磁链方程
转矩方程 4、旋转正交坐标系下的动态数学模型
定子旋转变换阵为
转子旋转变换阵为
旋转坐标系下的电压方程
转矩方程
（3）正交坐标系下的状态方程异步电机有四阶电压方程和一阶运动方程，需选取五个状态变量1.转速ω；2.定子电流isd和isq；3.转子电流 ird和irq；4.定子磁链ψsd和ψsq；5.转子磁链ψrd和ψrq 以ω-is-ψr为状态变量 dq下的磁链方程
异步电机的矢量控制
2014年10月9日
一、异步电动机的数学模型二、异步电动机的矢量控制三、总结
一、异步电动机的数学模型
（1）三相动态模型
1、磁链方程
Lms - 定子交链的最大互感值; Lls - 漏磁通
定子三相各绕组之间与转子三相各绕组之间位置是固定的，互感为常值
定、转子之间位置是变化的，与θ有关
电磁转矩表达式
按转子磁链定向，将定子电流分解为励磁分量ism和转矩分量ist，转子磁链ψr仅由励磁分量ism产生，而电磁转矩 Te正比于转子磁链和定子电流转矩分量的乘积istψr ,实现了定子电流两个分量的解耦。

(完整版)第三章矢量控制系统

第三章异步电动机矢量控制系统
建立在静止数学模型上变压变频交流调速系统幅值意义上进行控制
忽略相位的控制
静态特性好动态特性不理想
直流调速系统
电磁转矩能够容易而灵活的进行控制
优良的静态、动态特性
交流电动机模拟直流电动机（矢量控制技术）
第3章异步电动机矢量控制系统
矢量控制的基本概念直流电动机和异步电动机的电磁转矩矢量控制基本思路
Te
2
n2p m Fs
sins
2
n2p m Fr
sinr
3.1 矢量控制的基本概念
励磁绕组（固定绕组）
电枢绕组（可以当作固定绕组）
q
F（a I
）
a
N
S
d
F ( )
d轴-直轴（主极磁极轴线） q轴-交轴（与直轴正交）
二极直流电机简图
ad
空间位置关系
F（d
）
d
3.1 矢量控制的基本概念
定子电流转子电流定子磁链转子磁链
由于可以测量，可代表实际存在的空间矢量
3.2.2 矢量坐标变换原理及实现方法
设定被控量的直流控制分量
控制器
旋转坐标系
两相交流控制量
三相交流控制量
两相静止坐标系三相静止坐标系
为转子位置角。
3.2 矢量坐标变换及变换矩阵
Tq
0
s L
M（磁链轴） d （转子轴）
（定子轴-A轴）
3.2 矢量坐标变换及变换矩阵
2. 空间矢量
实际存在空间矢量
定子磁势定子磁通转子磁势转子磁通
一类实际
不存在空间矢量
定子电压定子电动势转子电压转子电动势

异步电机矢量控制可以转子磁链定向

逆时针旋转90º，称之为T轴。这样就得到了按转子磁链定向的两相同步旋转M、T坐标系。
在M-T坐标系上，磁链方程为
Ψms=Lsims+Lmimr Ψts=Lsits+Lmitr Ψmr=Lmims+Lrimr=Ψr Ψtr=Lmits+Lritr=0
（3）（4）
对于笼型转子异步电动机，其转子短路，端
对于矢量控制来说,i*ds类似于直流电动机的励磁电流If，i*qs类似于直流电动机的电枢电流Ia。相应地,我们希望类似地写出异步电动机的转矩表
达式为
Te CT r iqs
(1)
Te CT' idsiqs
(2)
式中 Ψr:正弦分布转子磁链空间矢量的峰值。
Ia
解耦
If
Ψa
Ia
Te CT f a CT' I f Ia If
正比关系,如果Ψr保持不变的话。
2.2 转子磁链模型
为了实现转子磁链定向矢量控制，关键是获
得实际转子磁链Ψr的幅值和相位角，坐标变换需要磁链相位角（φ），转矩计算、转差计算等
需要磁链的幅值。但是转子磁链是电机内部的物理量，直接测量在技术上困难很多。
在磁链计算模型中，根据所用实测信号的不同，可以分为电压模型和电流模型两种。
2) 计算转子磁链的电流模型根据磁链与电流的关系，由电流推算磁链，
称其为电流模型。
电流模型需要实测的电流与转速信号，优点是：无论转速高低都能适用；但缺点是都受电动机参数变化的影响。除了转子电阻受温度和频率的影响有较大的变化外，
磁路的饱和程度也将影响电感Lm、Lr和Ls，
这些影响最终将导致计算出的转子磁链的幅值和相位角偏离正确值，使磁场定向不准，使磁链闭环控制性能降低。

异步电动机矢量控制

6
1、三相交流电产生旋转磁场
i
iA
0
iB
iC
C ωt
y
A · z x · B C
y
A z · B x· C ·
y
A
z · B x ·
60 0 900
wt=0
w t = 60
w t = 90
由此可见，交流电动机三相对称的静止绕组ABC，通以三相平衡的正弦电流iA、iB、iC时，能够产生合成磁通势，这个合成磁通势以同步转速沿A—B—C相序旋转。 2、两相交流电产生旋转磁场这样的旋转磁通势也可以由两相空间上相差900的静止绕组、，通以时间上互差900的交流电来产生。
* i* * * i * 2/3相变换 iA iα B iC β
A1
-1
变频器
iT iM
反馈通道
旋转变换 A2
iα iβ 3/2相变换
A1
iA i B i C
M
以下任务是，从交流电机三相绕组中分离产生磁通势的直流分量和产生电磁转矩的直流分量，以实现电磁解耦。解耦的有效方法是坐标变换。
13
8.2 坐标变换

异步电动机，也是两个磁场相互作用产生电磁转矩。不同的是，定子磁势、转子磁势以及二者合成的气隙磁势都是以同步角速度在空间旋转的矢量，且存在强耦合关系。——关系复杂，难以控制。
然而，交、直流电动机产生电磁转矩的规律有着共同的基础，电磁转矩控制在本质上是一种矢量控制（直流电动机是特例），也就是对矢量的幅值和空间位置的控制。
4
从电机学理论讲，任何电动机产生电磁转矩的原理，在本质上都是电动机内部两个磁场相互作用的结果。

直流电动机，主极磁场在空间固定不变，与电枢的磁势方向总是互相垂直（正交）、各自独立、互不影响（标量）。例如他励电动机，励磁和电枢是两个独立的回路，可以对励磁电流和电枢电流分别控制和调节，就能达到控制转矩的目的，实现转速的调节。——控制灵活，容易实现。

异步电动机的矢量控制系统

电机MT
isT 轴模型
cosφ sinφ
cosφ sinφ
注意：如果忽略变频器可能产生的滞后，并认为控制器中反旋转变换器与电机内部的旋转变换环节相抵消，2/3变换器与电机内部的3/2变换环节相抵消，则虚框内的部分可以删去，剩下的就是直流调速系统。
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28
控制Βιβλιοθήκη i*sM M Ti*sT
(7 21)
小结：矢量控制基本方程☆
r
Lm 1 Tr
p
isM
或 : isM
1
Tr Lm
p
r
(7 12)
Te
np
Lm Lr
isT r
(7 15)
sl
Lm
Tr r
isT
(7 -17)
24
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二、矢量控制方法
既然异步电动机经过坐标变换可以等效成直流电动机，那么，模仿直流电动机的控制方法，给出直流电动机的控制量，再经过相应的反变换就能控制异步电动机。
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cosφ sinφ
根据单位矢量获取方法的不同，矢量控制方法可分为两种： ✓直接矢量控制(由Blaschke发明) ✓间接矢量控制(由Hasse发明) 。
当矢量控制所用单位矢量和磁链是直接检测到的或由检测到的电机的端子量及转速计算得到时，被称为直接矢量控制，也可称为磁通反馈矢量控制（Feedback Vector Control）。
MT坐标系：规定d轴沿转子磁链Ψr方向，并称之为M (Magnetization)轴， q轴则逆时针转90º，即垂直于转子磁链Ψr，称之为T (Torque)轴。这样的两相同步旋转坐标系就规定为MT坐标系，或称按转子磁场定向(Field Orientation)的坐标系。

矢量变换

Uref UxT 1 Ux 60 o T 2 TPWM TPWM
o
（3）如图，扇区中的两基本电压矢量可以表示为：
2 j i U x V dc e 3 Ux 60 o 2Vdce j ( i 3 ) 3
（4）
式中 i (i 1) 3 ( i =1,…,6)。这里以Ⅰ号扇区的电压空间矢量为例，计算相对应的扇区作用时间。
根据上面（3）、（4）两式与线性分解图得：
2 2 VdcT 1 VdcT 2 cos Uref TPWM cos 3 3 3 2 VdcT 2 sin Uref TPWM sin 3 3
（5）
进一步整理得：
2 Uref TPWM sin( ) T 1 Vdc 3 2 Uref T2 TPWM sin Vdc
由上述功率开关状态组合所形成的8种基本空间矢量把坐标系分成了6个大小相等的区域，每一个区域称之为一个扇区，并标有对应扇区编号，分别标为I-Ⅵ。如下图所示。
（图一）电压空间矢量图
其中非零矢量的幅值相同(模长为2Udc/3)，相邻的矢量间隔 60°,而两个零矢量幅值为零，位于中心。在每一个扇区，选择相邻的两个电压矢量以及零矢量，按照伏秒平衡的原则来合成每个扇区内的任意电压矢量，即：
这里用向量VAB VBC VCA 来表示逆变器线电压输出矢量，由于控制系统所用三相异步电动机的绕组是完全对称的，所以根据电动机分压原理可以得到相电压输出矢量 VA VB VC ，开关变量矢量表示为 a b c ，这三个向量之间的关系可以用下面（1）、（2）式来表示。
T
T
T
（1）
（2)
下面以其中一种开关组合为例分析。假设，此时Sx (x=a,b,c)=(100),电路图如下：

电力拖动自动控制系统（名词解释）

电力拖动自动控制系统（名词解释）一、名词解释：1.G-M系统（旋转变流机组）：由交流电动机拖动直流发电机G实现变流，由G给需要调速的直流电动机M供电，调节G的励磁If即改变其输出电压U，从而调节电动机的转速n，这样的调速系统简称G-M系统，国际上统称Ward-Leonard系统。

2.V-M 系统（晶闸管-电动机调速系统）：通过调解器触发装置GT的控制电压Uc来移动触发脉冲的相位，即可改变平均整流电压Ud，从而实现评平滑调速，这样的系统叫V-M系统。

3. （SPWM）：按照波形面积相等的原则，每一个矩形波的面积与相应位置的正弦波面积相等，因而这个序列的矩形波雨期望波的争先等效，这种调制方法称作正弦波脉宽调制（SPWM）。

4.（旋转编码器的测速方法）M法测速——在一定时间Tc内测取旋转编码器输出的脉冲个数M1,用以计算这段时间内的平均转速，称作M法测速。

T法测速——在编码器两个相邻输出脉冲间隔时间内，，用一个计数器对已知频率为f0的高频时钟脉冲进行计数，并由此来计算转速，称作T法测速。

M/T法测速——既检测Tc时间内旋转编码器输出的脉冲个数M1，又检测用一时间间隔的高频时钟脉冲个数M2，用来计算转速，称作M/T法测速。

5.无刷电动机：磁极仍为永磁材料，但输出方波电流，气隙磁场呈梯形波分布，这样就更接近于直流电动机，但没有电刷，故称无刷电动机（梯形波永磁同步电动机）。

6.DTC（直接转矩控制系统）：它是利用转矩反馈直接控制电机的电磁转矩，是既矢量控制系统之后发展起来的另一种高动态性能的交流电动机变压变频调速系统。

7.恒Eg/f1=C控制：对于三相异步电动机，要保持气隙磁通不变，当频率从额定值向下调节时，必须同时降低气隙磁通在在定子每相中感应电动势的有效值Eg，使Eg/f1=恒定值，像这样的控制方法叫恒Eg/f1=C控制。

（譬如，对于异步电动机，如果在电压-频率协调控制中，恰当地提高电压Us的数值，使它在克服钉子阻抗压降以后，能维持Eg/f1为恒值，这种控制方法叫Eg/f1=C控制。

矢量控制_精讲

矢量控制——深入讲解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。

具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流) 和产生转矩的电流分量(转矩电流) 分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。

矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。

基于转差频率控制的矢量控制方式同样是在进行U / f ＝恒定控制的基础上，通过检测异步电动机的实际速度n，并得到对应的控制频率f，然后根据希望得到的转矩，分别控制定子电流矢量及两个分量间的相位，对通用变频器的输出频率f进行控制的。

基于转差频率控制的矢量控制方式的最大特点是，可以消除动态过程中转矩电流的波动，从而提高了通用变频器的动态性能。

早期的矢量控制通用变频器基本上都是采用的基于转差频率控制的矢量控制方式。

无速度传感器的矢量控制方式是基于磁场定向控制理论发展而来的。

实现精确的磁场定向矢量控制需要在异步电动机内安装磁通检测装置，要在异步电动机内安装磁通检测装置是很困难的，但人们发现，即使不在异步电动机中直接安装磁通检测装置，也可以在通用变频器内部得到与磁通相应的量，并由此得到了所谓的无速度传感器的矢量控制方式。

它的基本控制思想是根据输入的电动机的铭牌参数，按照转矩计算公式分别对作为基本控制量的励磁电流（或者磁通）和转矩电流进行检测，并通过控制电动机定子绕组上的电压的频率使励磁电流（或者磁通）和转矩电流的指令值和检测值达到一致，并输出转矩，从而实现矢量控制。

采用矢量控制方式的通用变频器不仅可在调速范围上与直流电动机相匹配，而且可以控制异步电动机产生的转矩。

由于矢量控制方式所依据的是准确的被控异步电动机的参数，有的通用变频器在使用时需要准确地输入异步电动机的参数，有的通用变频器需要使用速度传感器和编码器，并需使用厂商指定的变频器专用电动机进行控制，否则难以达到理想的控制效果。

第四章矢量变化控制技术

ud 1 r1 pLS u q1 11 LS ud 2 Lm p uq 2 12 Lm
11Lm
r2 pLr
12 Lr
11Lm id 1 i Lm p q1 12 Lr id 2 r2 pLr iq 2
0 Lm p 0 id 1 0 11 0 0 id 1 Ls p i i 0 0 0 L p 0 L p 0 q 1 s m q1 11 0 0 0 Lr p 0 id 2 0 0 id 2 Lm p 0 0 12 0 L p 0 L p r2 i m r q2 iq 2
图4-2 异步电动机M、T两相绕组模型
图4-3 α、β坐标与M、T坐标系统
iM ia cos i sin
iT i cos i sin

这样要调节磁场确定 iM 值，要调节转距确定iT值，通过变换运算就知道三相电流ia、 ib、ic大小，控制ia、ib、ic也就达到预想目的，达到控制转距(iT)、磁场(iM)的目的。
Li

完整的磁链方程
S LSS L r rS

LSr iS Lrr ir
电压方程
di dL di dL u Ri pLi Ri L i Ri L i dt dt dt d

实际上三相异步电动机定子三相绕组嵌在定于铁心槽中，在空间上相互差 120°电角度，固定不动。根据电机学原理知道三相绕组的作用，完全可以用在空间上互相垂直的两个静上的 α、β绕组的代替、三相绕组的电流和两相静止 α、β绕组电流有固定的变换关系。现在还要找到两相静止α、β绕组的电流，与两相旋转的M、T绕组电流的关系。如果M、T、α、β 绕组电流iM、iT、iα、iβ都用矢量表示，如图4-3 所示为α、β坐标系统与M、T坐标系统。

三相异步电机矢量变频

三相异步电机矢量变频三相异步电机作为现代工业中最为常见的电动机类型之一，其性能与运行效率对于整个工业体系的能源消耗和生产力具有重要影响。

随着科技的不断进步，对于三相异步电机的控制技术要求也日益提高。

其中，矢量变频技术作为一种先进的电机控制技术，为三相异步电机的高效、稳定运行提供了有力支持。

一、三相异步电机的基本原理三相异步电机是利用三相交流电源供电的一种交流电机。

其工作原理基于电磁感应定律，即当定子绕组通入三相交流电时，会在定子中产生一个旋转磁场。

这个旋转磁场以同步转速在定子中旋转，同时切割转子导条，从而在转子导条中产生感应电流。

这个感应电流与旋转磁场相互作用，产生电磁转矩，从而使转子转动。

二、矢量变频技术的引入传统的三相异步电机控制方法主要依赖于电机的稳态模型，难以实现对电机转矩和磁场的独立控制。

这在一定程度上限制了三相异步电机的性能发挥和节能潜力。

为了解决这一问题，矢量变频技术应运而生。

矢量变频技术，又称磁场定向控制或矢量控制，是一种基于电机动态模型的高性能控制方法。

它将三相异步电机的定子电流分解为磁场产生分量和转矩产生分量，并分别进行控制。

通过这种方法，可以实现对电机磁场和转矩的独立、精确控制，从而显著提高电机的运行效率和动态性能。

三、矢量变频技术的实现矢量变频技术的实现主要依赖于坐标变换和PWM（脉宽调制）技术。

坐标变换包括Clarke变换和Park变换，它们可以将三相异步电机在定子坐标系下的数学模型转换为旋转坐标系下的数学模型，从而简化控制算法的设计和实现。

PWM技术则用于将控制算法输出的电压或电流指令转换为适合逆变器开关的PWM信号，以驱动电机运行。

在矢量变频控制系统中，通常需要测量电机的转速、转子位置以及定子电流等信号作为反馈信号。

这些信号经过处理后与给定值进行比较，产生误差信号。

误差信号经过控制器（如PI控制器）的调节后输出控制指令，再经过坐标变换和PWM调制后驱动电机运行。

通过这种方法，可以实现对电机转速、转矩和磁场的精确控制。

矢量控制与V-F控制详解

矢量控制与V/F控制详解
一、矢量控制
1、矢量控制简介
矢量控制是一种电机的磁场定向控制方法:以异步电动机的矢量控制为例:它首先通过电机的等效电路来得出一些磁链方程，包括定子磁链，气隙磁链，转子磁链，其中气息磁链是连接定子和转子的.一般的感应电机转子电流不易测量，所以通过气息来中转，把它变成定子电流.然后，有一些坐标变换，首先通过3/2变换，变成静止的d-q坐标，然后通过前面的磁链方程产生的单位矢量来得到旋转坐标下的类似于直流机的转矩电流分量和磁场电流分量，这样就实现了解耦控制，加快了系统的响应速度.最后再经过2/3变换，产生三相交流电去控制电机，这样就获得了良好的性能。

综合以上:矢量控制无非就四个知识:等效电路、磁链方程、转矩方程、坐标变换(包括静止和旋转)。

矢量控制可以根据客户的需要微调电机，可以做伺服电机用。

不是以电机效率为最高追求，而是以工程要求，时刻跟踪反馈控制。

2、矢量控制详解
矢量控制概念：矢量控制目的是设法将交流电机等效为直流电机，从而获得较高的调速性能。

矢量控制方法就是将交流三相异步电机定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，这样即可等效于直流电机。

矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。

矢量控制特点：变频器矢量控制，按照是否需要转速反馈环节，一般分为无反馈矢量控制和有反馈矢量控制。

1）无反馈矢量控制。

无反馈矢量控制方式优点是：
a）、使用方便，用户不需要增加任何附加器件。

异步电机矢量控制

哈尔滨理工大学学士学位论文异步电机矢量控制系统研究摘要矢量控制理论于1971年由德国首先提出，此后产生了矢量控制技术，矢量控制技术可以将三相异步电机等效为直流电机，这样控制三相异步电机就等笑成了控制直流电机，从而交流调速就可以获得与直流调速系统同样的静、动态性能，开创了交流调速和直流调速相媲美的时代。

交流调速技术在工业领域的各个方面应用很广，对于提高电力传动系统的性能有着重要的意义，由于电力传动系统的复杂性和被控对象的特殊性，使得对它的建模与仿真一直是研究的热点。

矢量控制方法的提出，使交流传动系统在动态特性方面得到了显著的改善和提高，从而使交流调速最终取代直流调速成为可能。

矢量变换控制的异步电机变频调速系统是一种高性能的调速系统，已经在许多需要高精度，高性能的场合中得到应用。

根据交流三相异步电动机的模型性质，构建矢量控制的整体框图，同时得出三相异步电动机在A、B、C静止坐标系统和二相同步旋转MT坐标系下数学模型，运用MATLAB下的SIMULINK搭建系统的仿真框图进行仿真。

关键词异步电机；矢量控制；SIMULINK仿真- I -哈尔滨理工大学学士学位论文Researching on asynchronous motor vector controlsystemAbstractThe vector control theory first proposed was in 1971 by Germany,after that, vector control technology was been created.The vector control technology, which can control the three-phase asynchronous motor as the DC motor,thus three-phase asynchronous motor obtained the same performance as DC converter system,and founded the time which the AC velocity modulation system compared with the DC velocity modulation system.With proposed of vector control method, the dynamic characteristic of the AC transmission system to have the remarkable improvement and the enhancement,thus caused the AC velocity modulation finally to replace to DC velocity modulation to become possibly.vector control system of asynchronous motor is a high performance speed-control system and has been used in a lot of situations of high precision and high performance.This thesis firstly describes the characteristics of the three phase asynchronous motor's mathematical model,and modeling methods modeling Process .And describes the mathematical model for an AC motor at A-B-C three phase reference frame and M-T two phase rotary reference frame at the same time.Keywords asynchronous motor；vector control system；Simulink- II -哈尔滨理工大学学士学位论文目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 电力电子技术是现代交流调速的物质基础 (1)1.3 交流调速系统控制技术的发展 (2)1.4 脉宽调制技术 (2)1.5 本章小结 (2)第2章三相异步电机数学模型 (3)2.1 三相异步电机的工作原理 (3)2.2 三相异步电机物理模型 (3)2.3 坐标变换 (5)2.3.1 三相/两相变换（3/2变换） (6)2.3.2 两相/两相旋转变换(2s/2r)变换 (7)2.3.3 直角坐标/极坐标变换 (7)2.4 异步电机在二相静止坐标系上的数学模型 (8)2.5 本章小结 (8)第3章异步电机矢量控制研究 (9)3.1 按转子磁场定向矢量控制的基本原理 (9)3.2 PWM变频原理 (10)3.3 矢量控制系统 (13)3.4 矢量控制系统在转子坐标系中的实现方案 (14)3.5 本章小结 (16)第4章系统仿真研究 (17)4.1 仿真工具语言MATLAB简介 (17)4.2 异步电机矢量控制系统仿真 (18)4.3 本章小结 (25)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录 (30)- III -哈尔滨理工大学学士学位论文第1章绪论1.1课题背景直流电气传动和交流电气传动在19世纪中先后诞生，交流调速和直流调速方案之争，长期以来一直存在。

park-clark和ipark浅析

原文位置：park，clark和ipark浅析整理：温暖小屋相信做过电动机矢量控制或者直接转矩控制的朋友们肯定会对park，clark，ipark变换再熟悉不过了，肯定有人认为没有必要写这个东西。

其实我写这个东西只是为了加深自己对上面三种变化的理解，因为今天我在调程序的时候，这三个变换把我弄糊涂了。

好，下面先来介绍这三个变换。

Clark变换。

为什么会有这三个变换呢，从宏观上来讲，三相异步电动机是三相对称的交流供电，那么既然三相对称，我们可以用两相交流电来产生和三相交流相同的磁场效应，这样一来，我们只剩下了两相。

经过变换之后，以前三相对称，相隔120o，而经过变换之后，变成了两相想间隔90o的交流供电。

计算过程如下：变换过程如图1.1所示。

图1.1 clark变换过程我们看到Ia，Ib和Ic都三相对称的交流，而Iq和Id是两相间隔90°的交流电。

那么变换之后的效果如下图1.2所示。

图1.2 clark变换后效果在控制电动的过程中，clark变换的输入输出为图1.3所示。

图1.3 clark变换模块图这里As和Bs是想间隔120°的输入正弦信号，而Alpha和Beta是想间隔90°的输出正弦信号。

所以这的As和Bs分别对应上面的Ia和Ib，而Alpha和Beta分别对应上面的Id和Iq。

Park变换。

我们知道，我们现在讨论的坐标都是在定子角度来看的，也就是静止坐标。

我们知道，三相异步电动机是高耦合，非线性，多变量的系统，控制起来非常困难。

矢量控制的思想就是要实现三相电动机的解耦控制，什么意思呢，就是要像控制直流电动机那样去控制三相电动机，可以分别对励磁电流和转矩电流分别控制，有人问，怎么实现，我回答：马上就可以实现。

我们上面说了，clark变换就是将三相变成两相，但这时候还是静止的，但是相对转子是旋转的，我们要实现解耦控制，就要实现坐标相对转子静止，park变换这个时候可以派上用场了。

第六章异步电动机矢量控制与直接转矩控制

Lr Lm Lr Lm
[∫ (u
αs
− Rdqs iαs )dt − σLs iαs − Rdqs i βs )dt − σLs i βs
] ]
(6-13)
[∫ (u
βs
根据式（6-13），可以画出计算转子磁链的电压模型，如图6-4所示。
σL s
iαs uαs Rdqs
+
∫
+
--
Lr Lm
Ψαr
6.1 矢量控制(VC：vector control)的基本思路 6.1.1 模仿直流电动机粗略地讲，矢量控制是模仿他励直流电动机的控制。忽略磁饱和及电枢反应的影响，直流电动机的转矩方程为 Te=CT´IaIf
这里 If—励磁电流，产生Ψf ； Ia—电枢电流，产生Ψa。
如果把它们看作是空间矢量，它们互相垂直、解耦。这意味着,当我们用Ia去控制转矩的时候,磁链Ψf不受影响,如果磁链是额定磁链, 将得到快速的动态响应和最大的转矩安培比。反过来,用If去控制磁链Ψf时,Ψa也不受影响。
一起构成矢量控制基本方程。
6.2.2 转子磁链模型为了实现转子磁链定向矢量控制，关键是获得实际转子磁链Ψr的幅值和相位角，坐标变换需要磁链相位角（φ），转矩计算、转差计算等需要磁链的幅值。但是转子磁链是电机内部的物理量，直接测量在技术上困难很多。因此在实际应用系统中，多采用间接计算（或观测）的方法。通过容易检测得到的电动机运行时的物理量，如电压、电流、转速等，根据电机的动态数学模型，实时推算出转子磁链的瞬时值，包括幅值和相位角。在磁链计算模型中，根据所用实测信号的不同，可以分为电压模型和电流模型两种。
励磁分量转矩分量图6-1 （a）他励直流电动机 (b)矢量控制异步电动机

三相异步电机矢量控制matlab仿真 (2)

目录1 设计任务及要求 (3)2 异步电动机数学模型基本原理 (3)2.1异步电机的三相动态数学模型 (3)2.2异步电机的坐标变换 (8)2.2.1三相-两相变换 (8)2.2.2静止两相-旋转正交变换 (9)3 异步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统 (10)3.1 按转子磁链定向矢量控制的基本思想 (10)3.2 以ω-is-ψr 为状态变量的状态方程 (10)3.2.1 dq坐标系中的状态方程 (10)3.2.2 αβ坐标系中的状态方程 (12)3.3 以w-is-Φr为状态变量的αβ坐标系上的异步电动机动态结构图 (13)3.4 转速闭环后的矢量控制原理框图 (14)3.5 转速闭环后的矢量控制系统结构图 (15)4 异步电动机矢量控制系统仿真 (16)4.1 仿真模型的参数计算 (16)4.2 矢量控制系统的仿真模型 (17)4.3仿真结果分析 (20)4.3.1 mt坐标系中的电流曲线 (20)5. 总结与体会 (22)参考文献 (22)1 设计任务及要求仿真电动机参数：R s=1.85Ω，R r=2.658Ω，L s=0.2941H，L r=0.2898H，L m=0.2838H，J=0.1284Nm·s2，n p=2，U N=380V，f N=50Hz。

采用二相旋转坐标系（d-q）下异步电机数学模型，利用MATLAB/SIMULINK完成异步电机的矢量控制系统仿真实验。

2 异步电动机数学模型基本原理交流电动机是个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。

在研究异步电动机数学模型的多变量非线性数学模型时，作如下假设：（1）忽略空间谐波，设三相绕组对称，在空间中互差120电角度，产生的磁动势沿气隙周围按正弦规律分布；（2）忽略磁路饱和，认为各绕组的自感和互感都是恒定的；（3）忽略铁心饱和；（4）不考虑频率变化和温度变化对绕组电阻的影响。

2.1异步电机的三相动态数学模型电动机绕组就等效成图2-1所示的三相异步电动机的物理模型。

矢量控制和vf控制有哪些区别

矢量控制和vf控制有哪些区别
矢量控制
矢量控制变频调速是指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。

矢量控制是一种电机的磁场定向控制方法：
以异步电动机的矢量控制为例：它首先通过电机的等效电路来得出一些磁链方程，包括定子磁链，气隙磁链，转子磁链，其中气息磁链是连接定子和转子的．一般的感应电机转子电流不易测量，所以通过气息来中转，把它变成定子电流．。

三相电机的矢量变换的过程

三相电机的矢量变换的过程三相电机的矢量变换是指将三相电机中的三个相量（即三个相电流或相电压）转化为一个矢量的过程。

这个矢量可以表示电机的转速、转向和转矩等信息，通过对这个矢量的控制，可以实现对电机的精确控制。

三相电机的矢量变换主要包括两个步骤：空间矢量变换和旋转矢量变换。

进行空间矢量变换。

空间矢量变换是将三相电机中的三个相量转化为一个空间矢量的过程。

在三相电机中，通常使用两个正弦波和一个零序波来表示三个相量。

通过使用空间矢量变换技术，可以将这三个相量转化为一个空间矢量，从而方便进行后续的控制。

空间矢量变换的过程中，首先需要将三个相量从时域转换到频域。

这可以通过傅里叶变换来实现。

然后，利用空间矢量变换的原理，将这三个频域的相量转化为一个空间矢量。

在这个过程中，可以使用复数的表示方法，将每个相量表示为一个实部和一个虚部。

通过对这三个实部和虚部进行运算，可以得到一个空间矢量，用来表示电机的状态。

接下来，进行旋转矢量变换。

旋转矢量变换是将电机的空间矢量变换到一个旋转坐标系下的过程。

在这个过程中，通常选择一个合适的坐标系，以方便对电机进行控制。

常用的坐标系包括dq坐标系和αβ坐标系。

在dq坐标系中，电机的空间矢量可以表示为一个直流分量和一个交流分量。

这个直流分量表示电机的转速，而交流分量表示电机的转向。

通过对这两个分量进行控制，可以实现对电机的精确控制。

在αβ坐标系中，电机的空间矢量可以表示为两个正弦波。

这两个正弦波可以分别表示电机的转速和转向。

通过对这两个正弦波进行控制，可以实现对电机的精确控制。

通过空间矢量变换和旋转矢量变换，可以将三相电机中的三个相量转化为一个矢量，从而实现对电机的精确控制。

这种矢量控制技术在现代电机控制中得到了广泛应用，提高了电机的效率和控制精度。

三相电机的矢量变换是将三个相量转化为一个矢量的过程，通过对这个矢量的控制，可以实现对电机的精确控制。

矢量变换主要包括空间矢量变换和旋转矢量变换两个步骤，通过这两个步骤，可以将电机的相量转化为一个矢量，并实现对电机的精确控制。