供稿:北京利德华福电气技术有限公司
发布时间:2006/11/8 9:17:00
上篇介绍了数字信号处理器(DSP)与矢量控制技术的发展背景,本篇介绍交流异步电机矢量控制的基本原理,希望能起到让非专业读者了解电机控制科普知识的作用。
三相交流异步电机的定子绕组接工频电源输入,转子有绕线式和鼠笼式两种结构。绕线式转子的出线端短路连接。鼠笼式转子的导条在端部采用端环也形成短路连接。当定子接通三相工频电源时,在电机内部产生旋转磁场。这个旋转磁场又在转子导体内部产生感应电动势。转子绕组短路连接,进而形成转子电流。由于磁场对处于其中的通有电流的导体会产生力的作用,从而形成了转矩输出。这就是异步电机又被称为感应电机的由来。
与直流电机、交流同步电机相比,交流异步电机结构简单、制造成本低、坚固耐用、易于维护、运行可靠、可工作于恶劣环境,因而在工业领域得到了广泛应用。
由于异步电机是一个高阶、非线性、强耦合的多变量复杂系统,要深入探讨异步电机的转矩及负载特性,使其接近或达到直流电机的调速性能,还需要借助于上世纪70年代初诞生的转子磁场定向(矢量控制)理论,及在此基础之上发展起来的相关理论。
一. 异步电机的数学模型
图1-是三相异步电机的示意图,假设其满足理想异步电机的条件:
1) 电机定、转子三相绕组完全对称;
2) 电机定、转子表面光滑,无齿模效应;
3) 电机气隙磁场在空间呈正弦分布;
4) 铁芯的涡流、饱和及磁滞损耗忽略不计。
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