图4.14 转速、磁链闭环矢量控制系统仿真模型1.仿真模型图4.12所示带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统仿真模型如图4.14所示。图4.18 定子磁链轨迹图4.19 转矩-转速特性......
2025-09-29
磁链开环转差型矢量控制系统仿真优化方案
【摘要】：例4.2建立磁链开环转差型矢量控制系统模型并进行仿真分析。图4.23 转差频率控制的矢量控制系统仿真模型为了便于比较，转差频率矢量控制系统电动机参数与磁链闭环矢量控制系统模型相同，ASR取值也相同，其他模块参数见表4.2。图4.24 带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统仿真结果图4.25 定子磁链轨迹图4.26 转矩-转速特性电动机转速波形反映了电动机起动时，转速从0上升到1400r/min和下降到1000r/min的运行过程。
例4.2建立磁链开环转差型矢量控制系统模型并进行仿真分析。
转差频率控制的矢量控制系统仿真模型如图4.23所示。其中，逆变器和异步电动机与带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统模型相同（见图4.14），系统的控制部分由转速给定、PI调节器、转差频率计算、2r/3s坐标变换、电流滞环控制等环节组成。ASR输出是定子电流的转矩分量i∗st，定子电流的励磁分量i∗sm采用直接给定方式。转差频率计算模块Ws∗根据定子电流的励磁分量和转矩分量计算转差（ωs=ist/Trism），ωs与转子频率ω相加得到定子频率ω1，再经积分器得到定向角φ。dq0-to-abc模块用于2r/3s坐标变换，得到三相电流给定信号，然后经滞环控制Generation模块产生电流跟踪的PWM驱动脉冲，去控制逆变器。
图4.23 转差频率控制的矢量控制系统仿真模型
为了便于比较，转差频率矢量控制系统电动机参数与磁链闭环矢量控制系统模型（见例4.1）相同，ASR取值也相同，其他模块参数见表4.2。
表4.2 转差频率矢量控制系统的模块参数
电动机空载起动，在起动后1s加载TL=30N·m，起动时给定转速n∗为1400r/min时，1.2s后n∗降为1000r/min。模型仿真结果如图4.24所示。(https://www.chuimin.cn)
图4.24 带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统仿真结果
图4.25 定子磁链轨迹
图4.26 转矩-转速特性
电动机转速波形（见图4.24a）反映了电动机起动时，转速从0上升到1400r/min和下降到1000r/min的运行过程。图4.24b为定子磁通响应，图4.24c和图4.24d分别是电动机的转矩响应和一相定子电流有效值波形，图4.25为定子磁链轨迹。与磁链闭环控制（见图4.12）比较，转速波形基本一致，起动中转速上升到1400r/min和下降到1000r/min的过程都比较平稳，加载对转速影响不大，但是开环控制磁链的波动比磁链闭环控制系统大，磁链的波动引起转矩和电流的波动也比闭环控制大，显然采用磁链闭环控制的效果要更好一些。磁链开环控制与闭环控制的效果也可以从磁链轨迹（见图4.18和图4.25）上反映出来。图4.26所示是电动机的机械特性，特性的起动阶段（ABC段）转矩是振荡衰减的，起动平均转矩在70N·m左右，在转速从1400r/min下降到1000r/min的过程中，特性进入到第Ⅱ象限，在特性的D-E段电动机处于回馈制动状态，制动结束后电动机稳定工作在1000r/min（F点），这和磁链闭环控制一样。异步电动机矢量控制与稳态模型的仿真比较表明，采用矢量控制的效果比在稳态模型基础上控制（见例3.1和例3.2）要好得多。
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2025-09-29
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