六、普通同步电动机按磁通定向的矢量控制原理 永磁同步电动机的按转子位置定向的矢量控制系统简单,调速 性能好。从原理上说,也可以用于普通同步电动机,但它的功 率指标差,随负载增加,电动机功率因数变差,定子电压升高。 为克服上述缺点。普通同步电动机的矢量控制以磁链和磁化电 流矢量为基准,采用按磁通定向的控制方法 控制思路: 随负载增加,适当加大励磁电流矢量代表转子磁能势矢 量FD的值和它与定子电流矢量(代表定子磁通势矢量F 之间的夹角,使得和磁化电流天量训代表合成磁通势矢 量网和磁链矢量之间的夹角不变一电动机功率因数不随 负载变化。以→° ·在负载变化时,维持化电流值和磁链四值恒定—定 子电压恒定条件
六、普通同步电动机按磁通定向的矢量控制原理 永磁同步电动机的按转子位置定向的矢量控制系统简单，调速 性能好。从原理上说，也可以用于普通同步电动机，但它的功 率指标差，随负载增加，电动机功率因数变差，定子电压升高。 为克服上述缺点。普通同步电动机的矢量控制以磁链和磁化电 流矢量为基准，采用按磁通定向的控制方法。 控制思路: 随负载增加，适当加大励磁电流矢量 （代表转子磁能势矢 量 ）的值和它与定子电流矢量 （代表定子磁通势矢量 ） 之间的夹角，使得 和磁化电流矢量 （代表合成磁通势矢 量 和磁链矢量 ）之间的夹角不变——电动机功率因数不随 负载变化。 在负载变化时，维持磁化电流值 和磁链 值恒定——定 子电压恒定条件。 e i r F s i s F s i u i c F Ψ u i Ψ s i e i u i e i
同步电机结构
同步电机结构 N S N S
所有空间矢量都en 在空间以同步角 速度a旋转,它 i(F) 图4-21永磁同步电动机 门位于空间任何 矢量图 位置。 习惯上把磁链轴 CS A轴)置于水 i(F)→>(磁链轴) 平位置,站在 轴上看,定子 (F) 轴以反向旋 转。四是功率因 数角。 a(定子轴)~《转子轴 求2/3坐标变换的角度 图4-22普通同步电动机矢量图 求扭矩与电流的关系
所有空间矢量都 在空间以同步角 速度 旋转 ， 它 们位于空间任何 位置 。 习惯上把磁链轴 （ 轴）置于水 平位置 ，站在 轴上看 ， 定子 轴 以 反向旋 转 。 是功率因 数角 。 ( ) s s e 、u ( ) s s i F CS O ( )c i 、F 图 4－ 22 普 通 同 步 电 动 机 矢 量 图 L S 2 ( ) e r i F (定子轴) d(转子轴) ( ) 1 磁链轴 s 1 s 1 s u s is,F c F L O r F 图 4－ 21 永 磁 同 步 电 动 机 矢 量 图 d 轴 求2/3坐标变换的角度 求扭矩与电流 is的关系 s
在-内坐标系上分解定子电流矢量亡和励磁电流矢量 得 =is cos e 92=1 sin ecs 2=-Sm 由于和按平行四边形法则合成,所以 92 由统一转矩公式,代入电流矢量和磁通势矢量之间的关系得 同步电动机转矩公式 k sin K p2一 K S sly o 如果能在负载变化时施加控制,使团和四恒定,则 T=KM稍圆为定子电流转矩分量
在 坐标系上分解定子电流矢量 和励磁电流矢量 得： = − = = = L e L e e cs s s cs s s i i i i i i i i sin cos sin cos 2 1 2 1 由统一转矩公式，代入电流矢量和磁通势矢量之间的关系得 同步电动机转矩公式： s e i i 2 = − 2 cs s d m s T K N i i sin 2 = s ms s d ms T K i i K i 2 1 2 = = s i e i 由于 i s 和 i e 按平行四边形法则合成，所以 如果能在负载变化时施加控制，使 i 和 恒定，则 s d ms T K i 2 = 称 为定子电流转矩分量 s i 2 1 −2
同步电动机的转矩公式和直流电动机的转矩公式很相似,差 别仅在于直流电动机公式中的转矩电流是物理上存在的电枢 电流,而同步电动相的转矩电流是不直接存在的定子电流矢 量在旋转坐标系轴!上的直流分量。 四的控制: 的期望值,对应于出磁链的期望值。 -定子电流的磁化分量 励磁电流的磁化分量 如的期望值:=28 (4-29) 转子上施加的励”-=V(2)2+(G)2=V(2)2+(-训) 磁电流给定值
同步电动机的转矩公式和直流电动机的转矩公式很相似，差 别仅在于直流电动机公式中的转矩电流是物理上存在的电枢 电流，而同步电动机的转矩电流是不直接存在的定子电流矢 量在旋转坐标系轴 2 上的直流分量。 i 与 的控制： s e i i i 1 2 = + —定子电流的磁化分量 —励磁电流的磁化分量 s i 1 e i 1 i i tg s s 的期望值： 1 = 2 s i 1 2 1 2 2 2 1 2 2 ( ) ( ) ( ) ( ) = + = + − e e e s s i i i i i 转子上施加的励 i 磁电流给定值： 的期望值，对应于 磁链的期望值。 i （4－29） 1 e i 1