第四部分矢量变换原理 五、永磁同步电机按转子位置定向的矢量控制原理 在电机轴上安装转子磁极位置检测器,能检测出转子的磁 极位置,从而控制定子侧绕组的电流频率和相位,使定子电 流和转子磁链总是保持确定的关系,从而产生恒定的转矩。 ·永磁同步电机的转子磁通势为F常数),在转子轴 上装有一个位置发送器AP。测取转子位置角,经正弦信号发生 器得三个正弦位置信号 a=sin al b -sin(a-2/z C=-sin(212x
五、永磁同步电机按转子位置定向的矢量控制原理 在电机轴上安装转子磁极位置检测器，能检测出转子的磁 极位置，从而控制定子侧绕组的电流频率和相位，使定子电 流和转子磁链总是保持确定的关系，从而产生恒定的转矩。 永磁同步电机的转子磁通势为 （＝常数），在转子轴 上装有一个位置发送器AP。测取转子位置角,经正弦信号发生 器得三个正弦位置信号 第四部分 矢量变换原理 F r a = −sin ) 3 2 sin( b = − − ) 3 2 sin( c = − +
d(转子轴) F R m、8(定子轴) AP Sin(Tg 图4-19永磁同步机示意图
rs s S i s R i s T i d(转子轴) (定子轴) R c F s F = dt r TG AP a b c n 图 4－ 19 永 磁 同 步 机 示 意 图 −sin
用这三个正弦位置信号去控制定子三个绕组的电流,使得 r=ia=ri sin n =tb=-isn(x-120°) =c=-1”sn(+120°) 定子磁通势空间矢量:F=Ncx0 因此 F3=N。i 6.=90° 代入统一转矩式,得7/=K 比例常数Km=KmNF 这一公式与恒磁直流电动机的转矩式一样,不同之处仅在于 直流电动机的转矩比例于直流电枢电流,而永磁同步电动机 的转矩比例于定子交流电流幅值
用这三个正弦位置信号去控制定子三个绕组的电流，使得 = = − + = = − − = = − sin( 120 ) sin( 120 ) sin s s s T s s s S s s s R i i c i i i b i i i a i 定子磁通势空间矢量： ( 90 ) + = s j s s F N i e 代入统一转矩式，得 s d T K i = mp 这一公式与恒磁直流电动机的转矩式一样，不同之处仅在于 直流电动机的转矩比例于直流电枢电流，而永磁同步电动机 的转矩比例于定子交流电流幅值。 S S S F = N i 因此， rs = 90 比例常数 r Kmp = Km Ns F
坐标变换 (动静) 直流控制 交流控制 变频器 电流控制系统 速度调节 i MS n r . sin 图4-20永磁同步电动机控制系统 /
n Td s i s R i n s S i s T i s R i s S i s T i 变 频 器 电 流 控 制 系 统 AP T G −sin c a b 速 度 调 节 MS ~ 坐 标 变 换 （ 动 静 ） 直 流 控 制 交 流 控 制 图 4－ 20 永 磁 同 步 电 动 机 控 制 系 统
基准旋转坐标系位于电动机转子轴 上,属按转孑位置定向的矢量控制 系统。 该系统的缺点是 随负载增加,电动机功率因数降低, 1 定子电压升高 F 定子电压矢量垂直于合成磁通势 图4-21永磁同步电动机 矢量F(忽略定子绕组电阻和漏抗 矢量图 压降影响)定子电流矢量垂直转 子磁通势矢量,功率因数角回这种控制方法只适用于小 (间夹角)等和F之间容量 夹角,随负载增加,加大的幅措施:电动机转子设计成 值和凹角加大,使得电动机电压升凸极形式,横轴气隙大, 高,功率因数下降。 使磁链矢量四向尸偏斜,四 和减小
s u s i s ,F c F L O r F 图 4－ 21 永 磁 同 步 电 动 机 矢 量 图 基准旋转坐标系位于电动机转子轴 上，属按转子位置定向的矢量控制 系统。 该系统的缺点是： 随负载增加，电动机功率因数降低， 定子电压升高。 定子电压矢量 垂直于合成磁通势 矢量 （忽略定子绕组电阻和漏抗 压降影响）定子电流矢量 垂直转 子磁通势矢量 ，功率因数角 （ 和 间夹角）等于 和 之间 夹角，随负载增加， 加大， 的幅 值和 角加大，使得电动机电压升 高，功率因数下降。 s u c F s i r F s u s i c F r F s i c F L 这种控制方法只适用于小 容量。 措施：电动机转子设计成 凸极形式，横轴气隙大， 使磁链矢量 向 偏斜， 和 减小。 r F L Ψ