變頻器原理與應(yīng)用 第3版 教案 7.3-7.4 矢量控制（VC）、直接轉(zhuǎn)矩控制

PAGE《變頻器原理及應(yīng)用（第3版）》電子教案PAGE第4頁(yè)共4頁(yè)中等職業(yè)教育課程改革國(guó)家規(guī)劃新教材《電子技術(shù)基礎(chǔ)》電子教案 PAGE1章節(jié)課題7.3矢量控制（VC）7.4直接轉(zhuǎn)矩控制課時(shí)2教學(xué)目的1.掌握變頻器矢量控制方式。2.了解直接轉(zhuǎn)矩控制方式。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)：變頻器的矢量控制方式。教學(xué)方法聯(lián)系工程實(shí)際講授變頻器的矢量控制方式，使學(xué)生掌握變頻器的矢量控制方式原理，了解直接轉(zhuǎn)矩控制方式。。教具作業(yè)習(xí)題7-10；習(xí)題7-11課后小結(jié)矢量控制是通過控制變頻器輸出電流的大小、頻率及相位，用以維持電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的磁通為設(shè)定值，產(chǎn)生所需的轉(zhuǎn)矩。是一種高性能的異步電動(dòng)機(jī)控制方式。直接轉(zhuǎn)矩控制是直接分析交流電動(dòng)機(jī)的模型，控制電動(dòng)機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩。教學(xué)內(nèi)容7.3矢量控制（VC）7.4直接轉(zhuǎn)矩控制知識(shí)目標(biāo)：1.掌握變頻器的矢量控制原理。2.了解直接轉(zhuǎn)矩控制原理。技能目標(biāo)：弄清楚使用矢量控制的要求。教學(xué)內(nèi)容7.3矢量控制(VC)矢量控制是通過控制變頻器輸出電流的大小、頻率及相位，用以維持電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的磁通為設(shè)定值，產(chǎn)生所需的轉(zhuǎn)矩。7.3.1直流電動(dòng)機(jī)與異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速上的差異1．直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特征直流電動(dòng)機(jī)具有兩套繞組，即勵(lì)磁繞組和電樞繞組，它們的磁場(chǎng)在空間上互差π/2電角度，兩套繞組在電路上是互相獨(dú)立的。2．異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特征異步電動(dòng)機(jī)雖然也有兩套繞組，即定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組，但只有定子繞組和外部電源相接，定子電流I1是從電源吸取電流，轉(zhuǎn)子電流I2是通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流。因此異步電動(dòng)機(jī)的定子電流應(yīng)包括兩個(gè)分量，即勵(lì)磁分量和負(fù)載分量。勵(lì)磁分量用于建立磁場(chǎng)；負(fù)載分量用于平衡轉(zhuǎn)子電流磁場(chǎng)。既然直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能優(yōu)良，那么能否將異步電動(dòng)機(jī)的定子電流分解成勵(lì)磁電流和負(fù)載電流，并分別進(jìn)行控制，而它們所形成的磁場(chǎng)在空間上也能互差π/2電角度？如果能實(shí)現(xiàn)上述設(shè)想異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速就可以和直流電動(dòng)機(jī)相差無幾了。教學(xué)內(nèi)容7.3.2矢量控制中的等效變換異步電動(dòng)機(jī)的定子電流，實(shí)際上就是電源電流，我們知道，將三相對(duì)稱電流通入異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組中，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)就是我們所說的主磁場(chǎng)ΦM。設(shè)想一下，如果將直流電流通入某種形式的繞組中，也能產(chǎn)生和上述旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)一樣的ΦM，就可以通過控制直流電流實(shí)現(xiàn)先前所說的調(diào)速設(shè)想。7.3.3.直角坐標(biāo)／極坐標(biāo)變換在矢量控制系統(tǒng)中，有時(shí)需將直角坐標(biāo)變換為極坐標(biāo)，用矢量幅值和相位夾角表示矢量。7.3.4變頻器矢量控制的基本思想7.3.5使用矢量控制的要求1．矢量控制的給定；2．矢量控制的要求；3．使用矢量控制的注意事項(xiàng)7.3.6矢量控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用范圍優(yōu)點(diǎn)：1）動(dòng)態(tài)的高速響應(yīng)；2）低頻轉(zhuǎn)矩增大；3）控制靈活。應(yīng)用范圍：1）要求高速響應(yīng)的工作機(jī)械；2）適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境；3）高精度的電力拖動(dòng)；4）四象限運(yùn)轉(zhuǎn)。教學(xué)內(nèi)容7.4直接轉(zhuǎn)矩控制7.4.1直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)圖8-13所示為按定子磁場(chǎng)控制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的原理框圖，采用在轉(zhuǎn)速環(huán)內(nèi)設(shè)置轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)的方法，以抑制磁鏈變化對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響，因此，轉(zhuǎn)速與磁鏈子系統(tǒng)也是近似獨(dú)立的。7.4.2直接轉(zhuǎn)矩控制的優(yōu)勢(shì)直接轉(zhuǎn)矩控制的優(yōu)勢(shì)在于：轉(zhuǎn)矩控制是控制定子磁鏈，在本質(zhì)上并不需要轉(zhuǎn)速信息；控制上對(duì)除定子電