转差频率矢量控制的电机调速系统方案

鉴于直接转子磁场定向矢量控制系统较为复杂、磁链反馈信号不易获取等缺点，而转差频率矢量控制方法是按转子磁链定向的间接矢量控制系统，不需要进行磁通检测和坐标变换，并具有控制简单、控制精度高、具有良好的动、静态性能等特点。在分析其控制原理的基础上，应用 Matlab／Simulink软件构建了转差频率矢量控制的异步电机调速系统仿真模型，并通过各模块闽的参数配合调节与优化，对其进行了仿真分析。仿真结果验证了，采用转差频率矢量控制的调速系统具有良好的控制性能。

　　引言

　　基于转差频率控制的矢量控制方式是在进行U／f恒定控制的基础上，通过检测异步电动机的实际速度n，并得到对应的控制频率f，然后根据希望得到的转矩，分别控制定子电流矢量及两个分量间的相位，对输出频率f进行控制的。采用这种控制方法可以使调速系统消除动态过程中转矩电流的波动，从而在一定程度上改善了系统的静态和动态性能，同时它又具有比其它矢量控制方法简便、结构简单、控制精度高等特点。

　　Simulink仿真系统是Matlab最重要的组件之一，系统提供了标准的模型库，能够帮助用户在此基础上创建新的模型库，描述、模拟、评价和细化系统，从而达到系统分析的目的。

　　1 转差频率矢量控制系统

　　1.1 数学模型

　　转差频率矢量控制是按转子磁链定向的间接矢量控制系统，不需要进行复杂的磁通检测和繁琐的坐标变换，只要在保证转子磁链大小不变的前提下，通过两相同步旋转坐标系（M-T坐标系）上的数学模型运算就可以实现间接的磁场定向控制。其控制的基本方程式如下：

　　电压方程：

　　式中：usm，ust，urm，urt为定、转子在M-T轴上的电压分量；Ls为定子自感；Lr为转子自感；Lm为定、转子互感；ω1为定子角频率、ωs为转差角频率；P为微分算子；Rs，Rr为定、转子电阻。

　　磁链方程为：

 

　　式中：ψsm，ψrm为定、转子磁链励磁分量；ψst，ψrt为定、转子磁链转矩分量；

　　M-T坐标上的电磁转矩方程：

 

　　式中：np为转子极对数；Te为电磁转矩。