【摘要】：利用交-交變頻同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)原理,采用PSIM軟件建立了氣隙磁場(chǎng)定向控制的交-交變頻同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型,對(duì)系統(tǒng)模型進(jìn)行了仿真測(cè)試,驗(yàn)證了該模型的穩(wěn)定性。結(jié)合實(shí)際熱連軋過程,對(duì)交-交變頻同步電機(jī)系統(tǒng)注入電網(wǎng)的諧波進(jìn)行研究,得到交-交變頻同步電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)諧波的變化規(guī)律及其影響因素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,仿真波形變化與現(xiàn)場(chǎng)的波形變化基本相同,該模型可輔助相關(guān)理論研究。
【圖文】：

電機(jī)矢量變換到磁場(chǎng)定向的坐標(biāo)軸系。三相電流（轉(zhuǎn)子電流或定子電流）進(jìn)行矢量變換后，感應(yīng)電機(jī)就變成了由勵(lì)磁電流分量（ｉｍ）和轉(zhuǎn)矩電流分量（ｉｔ）分開控制的直流電機(jī)。按照直流電機(jī)的控制方法，將得到的控制量進(jìn)行坐標(biāo)反變換，就能把對(duì)感應(yīng)電機(jī)的控制轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)磁鏈參照系下的直流電機(jī)的控制［６］。各坐標(biāo)軸之間的夾角如圖１所示。ωｓ是同步角速度，ωｒ是轉(zhuǎn)子角速度，φｓ是磁鏈同步角（即從定子α軸到磁鏈軸φ的夾角），φＬ是負(fù)載角（即從轉(zhuǎn)子ｄ軸到磁鏈軸Ｍ的夾角），λ是轉(zhuǎn)子位置角。其中φｓ＝φＬ＋λ。圖１各坐標(biāo)軸位置示意圖２同步電機(jī)設(shè)計(jì)在高性能、大（中）容量的同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，多采用氣隙磁鏈定向矢量控制方法［７－８］。根據(jù)電壓模塊、速度模塊和磁場(chǎng)定向矢量控制理論，將矢量空間計(jì)算出的電壓前饋給定值接到電機(jī)定子側(cè)，搭建起同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型。２．１磁鏈觀測(cè)器－電壓模型磁場(chǎng)定向控制系統(tǒng)的關(guān)鍵單元是磁鏈觀測(cè)器，它能觀測(cè)到氣隙磁鏈的幅值以及旋轉(zhuǎn)角的信息，構(gòu)成磁場(chǎng)定向的基準(zhǔn)坐標(biāo)軸線（Ｍ軸、Ｔ軸）。在理論仿真上，電機(jī)低速時(shí)電壓模型誤差不大，并且電流模型中磁化曲線的模擬等比較復(fù)雜，所以本仿真系統(tǒng)采用電壓模型來工作。定子電壓模型Ｍｕ單元基于靜止坐標(biāo)系α軸、β軸的電壓與電流計(jì)算出磁鏈，輸入定子電壓ｕＡ、ｕＢ、ｕＣ，電流ｉＡ、ｉＢ、ｉＣ，輸出α軸、β軸的磁鏈Ψｓα、Ψｓβ，并由此計(jì)算出磁通幅值｜Ψｓ｜和Ｍ軸與α軸之夾角θ。軸氣隙磁鏈關(guān)系式為ψｓα＝∫

變成了由勵(lì)磁電流分量（ｉｍ）和轉(zhuǎn)矩電流分量（ｉｔ）分開控制的直流電機(jī)。按照直流電機(jī)的控制方法，將得到的控制量進(jìn)行坐標(biāo)反變換，就能把對(duì)感應(yīng)電機(jī)的控制轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)磁鏈參照系下的直流電機(jī)的控制［６］。各坐標(biāo)軸之間的夾角如圖１所示。ωｓ是同步角速度，ωｒ是轉(zhuǎn)子角速度，φｓ是磁鏈同步角（即從定子α軸到磁鏈軸φ的夾角），φＬ是負(fù)載角（即從轉(zhuǎn)子ｄ軸到磁鏈軸Ｍ的夾角），λ是轉(zhuǎn)子位置角。其中φｓ＝φＬ＋λ。圖１各坐標(biāo)軸位置示意圖２同步電機(jī)設(shè)計(jì)在高性能、大（中）容量的同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，，多采用氣隙磁鏈定向矢量控制方法［７－８］。根據(jù)電壓模塊、速度模塊和磁場(chǎng)定向矢量控制理論，將矢量空間計(jì)算出的電壓前饋給定值接到電機(jī)定子側(cè)，搭建起同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型。２．１磁鏈觀測(cè)器－電壓模型磁場(chǎng)定向控制系統(tǒng)的關(guān)鍵單元是磁鏈觀測(cè)器，它能觀測(cè)到氣隙磁鏈的幅值以及旋轉(zhuǎn)角的信息，構(gòu)成磁場(chǎng)定向的基準(zhǔn)坐標(biāo)軸線（Ｍ軸、Ｔ軸）。在理論仿真上，電機(jī)低速時(shí)電壓模型誤差不大，并且電流模型中磁化曲線的模擬等比較復(fù)雜，所以本仿真系統(tǒng)采用電壓模型來工作。定子電壓模型Ｍｕ單元基于靜止坐標(biāo)系α軸、β軸的電壓與電流計(jì)算出磁鏈，輸入定子電壓ｕＡ、ｕＢ、ｕＣ，電流ｉＡ、ｉＢ、ｉＣ，輸出α軸、β軸的磁鏈Ψｓα、Ψｓβ，并由此計(jì)算出磁通幅值｜Ψｓ｜和Ｍ軸與α軸之夾角θ。軸氣隙磁鏈關(guān)系式為ψｓα＝∫（ｕｓα－Ｒｓｉｓα）ｄｔ－Ｌｓｌｉｓαψｓβ＝∫（ｕｓ
【作者單位】： 北京科技大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院;北京科技大學(xué)自然科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心;
【分類號(hào)】：TG333;TM341

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本文編號(hào)：2518709