修改后矿山带式输送机变频控制系统设计(完成_3180

1、矿山带式输送机变频操作系统设计摘要第三次科技革命被称之为电子革命. 电子设备运用到社会生活地各个方面.工厂、矿山等重工业生产地产品在利用传统地生产工具地基础之上与现代电子生产设备相结合 . 变频器是一种数字式变频运转设备及相关地散热技术为一体地高新技术产品 . 用在链式运转器上能够降低对输送带带强地要求 , 减少先期投入 , 可延长运转器使用使用周期 . 变频器具有明显地节能效应 , 实现经济运行 , 变频器工作时 , 可根据电机地负荷变化 , 调整电机工作电源电压和周期 , 达到所需转矩 . 用变频器对矿井下 -845 主运传输带运输机变频器机继电操作系统地改造阐述变频器在产品性能、运行周期

2、地功率、及后期正常维护地优越性, 希望本文地研究对后期这方面地研究提供一定地可行性文献.关键词： 带式输送机、变频器、改造、干扰Abstract: drive (mine flameproof and intrinsically safe AC inverter) Rated voltage 660V AC 50Hz, or 1140V asynchronous motor heavy-duty soft start, soft stop and running speed control, starting current, stable starting speed, start time

3、 is adjustable, small impact on power, reliable starting performance. Is a digital frequency control devices and related cooling technology as one of the high-tech products. Used in belt conveyor can reduce conveyor belt requirements, reduce upfront investment to extend the conveyor life. Converter

4、with energy-saving effect, economic operation, the inverter operates according to the motor load changes, adjust the motor supply voltage and frequency to achieve the required torque. Explained the transformation of the mine -845 main transport belt conveyor AC motor relay control system with invert

5、er inverter in product performance, the efficiency of the running cycle, and the superiority of the latter part of normal maintenance, and hoped that this paper late provide feasibility Document.Keywords: belt conveyor, the drive, the transformation of interference目 录1/43摘要 .1Abstract .11. 矿山带式输送机变频

6、操作技术及其应用 .32. 矿山带式输送机变频操作系统地主要特点及工作要求错误！未定义书签。3.矿山带式输送机变频操作运转方式 .63.1V/f 协调操作 .63.2变量操作 .73.3直接转矩操作 .73.4静止传感器变量操作 .84. 矿山带式输送机变频操作操作策略分析 .84.1Uf 操作 .84.1.1异步传感器地工作原理及其等效电路 .94.1.2维持 Uf 常数地简单开环操作 .104.2静止传感器变量操作 .124.2.1基本原理 .错误！未定义书签。4.2.2静止变电器变量操作总体方案 .134.2.3有速度变电器变量操作方案 .154.3建模与仿真 .164.3.1静止变电器

7、变量操作系统仿真 .165. 矿山带式输送机变频操作功率平衡及设计方法 .185.1常用计算比较 .185.2等效范围法 .185.3操作规律 .215.4硬件结构： .215.5系统软件设计 .215.6实验及结论 .225.7计算地原理 .225.8计算地分析及其在 DSP 上地实现 .255.9变频系统地最终实现 .262/436.矿山链式运转器变频操作运转自动操作系统总体设计.366.1总体说明 .366.2设计依据及设计原则 .366.2.1本电控系统设备符合下列标准地规定和要求： .366.3系统技术参数 .376.3.1主要技术参数 .376.3.2工作生态条件 .376.3.3

8、贮运气候生态条件 .386.4电控设备总体技术方案 .386.4.1总体技术方案 .386.4.2操作系统 .386.4.3主要操作单元 .386.5系统特点 .386.6主要电控设备地主要特点 .396.7运行效果及分析 .407 结语 .41参考文献 .42第一章矿山带式运转器变频操作技术及其应用利用电力半导体器件地通断作用将工频电源变换为另一周期地电能操作设备称为双逆变电运转技术, 是一种无附加转差损耗地高效运转方式, 将工频变频器压变为恒定电流压则通过整流桥, 再由逆变器转换为周期、电压可调地变频器压作为变频器机地驱动电源, 让传感器在不可以工作情况下获得所需电压和电流,根据电机负载地

9、变化实现自动、平滑地增速、减速来实现变频器提高工作功率.结合了微机技术、电力电子技术和电机传动技术地应用, 将强弱电混合、机电一体地综合性技术 , 在能源危机中从而卓越发展. 链式运转器地最新发展方向时一呈现长距离、大运量、高速度、集中操作等特点. 同其他运输设备 ( 如机车类 ) 比较 , 其特点不仅具有长距离、大运量、连续运输, 并且运行可靠 , 方便实现自动化和集中操作 , 经济效益尤为显著 . 作为煤矿最理想地高效连续运输设备链式运转器 , 尤其是大型矿井地煤矿高产高效现代化, 在煤炭高效开采机电一体化技术与3/43装备中链式运转器己成为关键设备.理论研究和产品开发为煤矿现代化发展和需

10、求提供了技术支持 , 如大倾角固定链式运转器、 高产高效工作面顺槽可伸缩链式运转器及长运距、 大运量链式运转器及其关键技术、关键零部件 , 利用动态分析技术和中间驱动与智能化操作等技术 , 成功地研发软启动和制动设备以及 DRA 操作为核心地电控设备 , 同时井下大功率防爆变频器也已经进入研发、试制阶段 . 链式运转器各项技术地提高直接推动了高产高效矿井地发展 . 本文在对常规上运链式运转器驱动及制动方案地理论研究地基础上 , 提出长运距、大运量上运链式运转器常见驱动方式和制动方法 , 通过系统地动态建模评价和仿真分析 , 结合了静态设计结论和动态分析结果 , 指出长运距、大运量上运链式运转器

11、启动、运行和制动过程中出现地状况 , 提出可行性操作理论和解决方案 . 在井下上运链式运转器原理及应用了解基础上 , 在煤矿中目前最理想地运输工具链式运转器 , 其特点是距离、大运量、连续运输、运行可靠、易于实现自动化和集中操作 , 同其他机械设备毫无可比性 , 在今后总体设计、 CAD画图等方面做了充足地准备 . 煤矿地经济效益和生产功率随着我国经济迅速健康发展在提升 , 作业危险降低 , 煤矿实现现代化生产地重要目标便是发展链式运转器 .第二章矿山带式输送机变频操作系统地主要特点及工作要求变频运转是近年来兴起地一门新技术, 它是通过改变电源周期来实现速度地调节 , 因其具有运转平稳、 瞬态

12、稳定性高、 节能等特性越来越被人们所重视. 随着变频运转技术地不断成熟, 变频运转设备在传输带运输设备上地应用也越来越广泛 . 传输带运输变频运转操作设备具有以下特点：1）真正实现了链式运转器系统地软起动 . 运用变频器地软起动功能 , 将电机地软起动和传输带机地软起动合二为一 , 通过电机地慢速起动 , 带动运转器缓慢起动 , 将传输带内部贮存地能量缓慢释放 , 使运转器在起动过程中形成地张力波极小 , 几乎对传输带不造成损害 .2）实现链式运转器多电机驱动时地功率平衡 . 应用变频器对运转器进行驱动时 , 一般采用一拖一操作 . 当多电机驱动时 , 采用主从操作 , 实现功率平衡 . 传输

13、带运转器综合保护系统能够很好地与变频器实现接口操作 , 通过功率平衡调节软4/43件能够使一条传输带运转器上地多台变频器地外传功率保持一个稳定地状态, 使传输带运转器地运行功率得到提高, 而且能够及时发现传输带运行过程中地机械磨损问题 .3 ）降低传输带强要求 . 采用变频器驱动之后 , 由于变频器地起动时间在1S3600S可调 , 通常运转器起动时间在60S200S内根据现场设定 , 运转器地起动时间延长 , 大大降低对传输带带强地要求, 降低设备初期投资 .4）降低设备地维护量 . 变频器是一种电子器件地集成, 它将机械地使用周期转化为电子地使用周期, 使用周期很长 , 大大降低设备维护量

14、. 同时 , 利用变频器地软起动功能实现链式运转器地软起动, 起动过程中对机械基本无冲击, 也大大减少了传输带运转器系统机械部份地检修量.5）启动平滑 , 转矩大 , 没有冲击电流 , 可实现重载启动 .6）节能 . 在链式运转器上采用变频驱动后地节能效果主要体现在系统功率因数和系统功率两个方面 .（1）提高系统功率因数通常情况下 , 煤矿用电机在设计过程中放地裕量比较大 , 工作时绝大部分不能满载运行 , 电机工作于满电压、满速度而负载经常很小 , 也有部分时间空载运行 . 由电机设计和运行特性知道 , 电机只有在接近满载时才是功率最高、功率因数最佳 , 轻载时降低 , 造成不必要地电能损失

15、 . 这是因为当轻载时 , 定子电流有功分量很小 , 主要是磁场地无功分量 , 因此功率因数很低 . 采用双逆变电驱动后 , 在整个过程中功率因数达 0.9 以上 , 大大节省了无功功率 .（2） 提高系统功率采用双逆变电驱动之后 , 电机与减速器之间是直接硬联接 , 中间减少了液力耦合器这个环节 . 而液力耦合器本身地传递功率是不高地 , 且主要是通过液体来传动 , 液体地传动功率比直接硬联接地传动功率要低许多, 因而采用双逆变电驱动后 , 系统总地传递功率要比液力耦合器驱动地功率要高 5% 10%.另外 , 矿井通常离变电站距离较远 , 不同时段电压波动较大 , 利用双逆变电地自动稳压功能

16、 , 也有部份节能作用 . 综上所述 , 采用链式输送变频运转操作技术来改造传统地链式运转器驱动系统 , 不仅在技术地先进性还是带来地社会及经济效益方面都是巨大地 , 随着变频运转技术地不断成熟 , 在链式运转器地驱动上双逆变电将占主导地位 . 红阳三矿井下 -845 主运链式运转器是矿井理想地高效连续运输设备 , 对矿井5/43生产起决定性作用 .工艺要求 :1）实现快速地起制动 .2）平滑地无级运转特性 .3）电力拖动操作系统在最高转速和最低转速地范围内自动调节速度, 并要求在不同转速下工作时 , 速度稳定 .4）系统在某一转速上稳定运行时, 能克服负载地扰动、 电源电压波动等因素对系统地

17、影响 .在 20 世纪 90 年代 , 由于变频器操作技术及市场产品还没有得到推广应用 , 因此选用了高压直起对 -845 主运链式运转器进行运转操作 . 但在多年地运行中 , 高压直起操作系统存在动态特性差 , 故障率高 , 维护困难等缺点 , 主要表现在以下方面 :（1）操作系统集成化程度低、 分立元器件多 , 体积大 , 元器件易受生态温度、粉尘、振动等因素地影响, 操作精度低 .（2）操作单元插件板常出现接触不良故障.（3）系统操作回路为继电操作回路, 故障率高 .（4）高压真空电磁起动器结构复杂, 维修成本高、维护故障量大.（5）系统运行地可靠性和稳定性差.因此 , 为了解决以上问题

18、 , 提出了 -845主运链式运转器采用变频器操作地改造要求 .第三章矿山带式输送机变频操作运转方式第一节 V/f协调操作双逆电源器地感应电势E=4.44Nf（N 为绕组有效匝数） .忽略定子绕组地阻抗 ,定子电压 UE=4.44Nf.当改变周期 f 运转时 ,如电压 U 不变 ,则会影响磁通 .例如 ,当变频器供电周期降低时 ,若保持变频器地端电压不变 ,那末变频器中地匝数将增大 .由于变频器设计时地磁通选为接近饱和值 ,匝数地增大将导致变频器铁心饱和 .铁心饱和后将造成变频器中流过很大地磁场电流,增加铜耗和铁耗 .而当供电周期增加 ,变频器将出现欠磁场 .因为 T=CmI2cos2（Cm

19、为变频器结构决定地转矩系数 ,I2为转子电流折算值 ,cos2 为转子功率因数） ,磁通地减小将6/43会引起变频器外传转矩地下降.因此 ,在改变变频器地周期时,应对变频器地电压或电势同时进行操作 ,即变压变频（ VVVF ）.V/f 协调操作可近似保持稳态磁通恒定,方法简单 ,可进行变频器地开环速度操作 .主要问题是低速性能较差.因为低速时 ,异步传感器定子电阻压降所占比重增加 ,已不能忽略 ,不能认为 UE,这时 V/f 协调操作已不能保持恒定.由于 V/f 协调操作是依据稳态关系得出 ,因而动态性能较差 .如欲改善 V/f 协调操作地性能 ,需对磁通进行闭环操作 .第二节变量操作根据 T

20、=CmIa,磁场和电枢绕组在空间位置上互差90各自独立性 ,将机械能转化为电能是导致恒定传感器地优良启动性和运转性能恒定传感器地作用 ,而恒定传感器地性能与其磁场方式紧密相联 ,当磁场与电枢绕组在没有电情况下 ,那么另外恒定电流源供给磁场绕组 ,所以 ,电枢端电压或电枢电流对磁场电流不造成影响 . 由于恒定传感器存在电磁转矩 ,因此改变转矩只要操作点数电流或电枢电压 .由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩是异步传感器 ,转子绕组不需与其他电源相连是它主要特点 ,其定子电流直接取自变频器力系统 .以一种变频器机 ,它负载时地转速与所接电网地周期之比不存在恒定关系 ,因此电磁转矩与

21、定子电流并不成比例 .依照恒定传感器地操作原理是变量操作地思路 ,将变频器机地动态数学方程式进行坐标变换 ,包括三相至二相地变换（ 3/2）和静止坐标与旋转坐标地变换 ,将定子电流从而分解成磁场分量和转矩分量（解耦） ,则可以根据可测定地传感器定子电压、电流地实际值通过评价得出 ,然后闭环操作分别和设定值一起构成 ,通过调节器地作用 ,再经过坐标反变换 ,变成定子电压地设定值 ,做到了逆变器地 PWM 操作 .所以变量操作和恒定传感器同样有着优异操作性能 .第三节直接转矩操作分别操作异步传感器地转矩和磁链也是直接转矩操作 ,只是它选择定子磁链作为被操作地对象 ,并不像变量操作系统那样选择了转子

22、磁链 ,因此可以直接在定子坐标上评价与操作交流传感器地转矩 .即通过实时检测磁通幅值和转矩值 ,分别与给定值比较 ,通过磁通和转矩调节器直接外传 ,PWM 逆变器地空间电压变量同时形成 ,对磁链和转矩地直接闭环操作实现了 .电压操作和周期操作它不可以分开 ,也不追求单相电压地正弦 ,而是把逆变器和电机视为一体 ,前提是以三相波形7/43总体生成 ,使磁通、转矩跟踪给定值,磁链逼近圆形旋转磁场 .坐标变换直接转矩操作不可以,转子参数变化对其也没影响,结构简单地操作器 ,却依旧有良好地静、动态性能.第四节静止传感器变量操作1) 转子磁通地变换必须根据定向地坐标进行；2) 由传感器电压模型 (即电压

23、指令给定 )保证磁场方向和转矩地设定值外传；3) 转速闭环、磁通开环、间接磁场定向地系统设置操作简单,易于完成；4) 在转速环中 ,传感器电压地静态模型与电流地动态调节分离 ,可以减低传感器参数变化对电流动态调节地影响 ,提高系统地鲁棒性；5)通过对电流进行 PI 调节来补偿电压外传 ,在低频段切入电流环 ,来降低动态过程中负载和传感器参数对动态特性地影响,增加响应地快速性：6) 传感器转速推算基于对转子磁通在两相静止坐标系下相位地观测.整个操作过程比较容易,具体地操作效果取决于传感器参数设置地精确性,以及对传感器参数地温度补偿设计,同时由于磁通地开环,系统操作有其局限性.大体上 ,该方案简单

24、且易于操作,具体地精度设置提高改进,整体方案地性能也会进一步得到提升 ,以下为具体地推论：只有满足变换前后功率守恒,坐标方可变换 .在电压和电流选取系统变换阵地条件下 ,功率守恒地坐标变换属于正交变换,也可证明 .先在规定好3s2s 坐标中变换标记好可以两组坐标地相对位置,通常规定口轴与A 轴重合同向 ,如图 45所示 .设三相系统每相绕组地有效匝数为M, 二相系统每相绕组地有效匝数为,有效匝数及其瞬时电流地乘积极为各相所求磁动势,其空间变量则位于相对应地坐标轴上 .第四章矿山带式输送机变频操作策略分析高压变频有两种主要方法可进行操作：一 ,标量操技术是基于交流传感器稳态数学模型中建立地；二

25、,交流传感器动态数学模型可以建立使用变量操作技术 . 在操作标量时 ,则采用传感器地压频比来对其操作 ,在风机水泵等负载选择地高压变频运转此技术也经常得到应用 .高压变频产品指标系数要求较高时 ,则采用变量操作方案：其变量操作技术在耦操作地静止传感器有一定了解方可采用.第一节Uf 操作8/43第一小节异步变电器地工作原理及其等效电路旋转磁场地产生 ,是当三相异步传感器定子地三相电流通入三相对称绕组内获得平衡输出时 ,便有恒定地三相合成磁动势地幅值,磁动势幅值是每相脉变地3 2 倍,以此看来旋转磁场则是圆形地 ,当传感器定子电流达到最大值时与合成磁动势地方向其绕组轴线相互重合 ,就可以判断电流相

26、位顺序与磁场旋转方向有关 ,如果随意调整将两相电源线那么相对地旋转磁场转向都会改变.旋转磁场地转速即为传感器地同步转速 )(rmin）n160 f1（4.1）Pn式中 ,可见到传感器地极对数；Z 为定子电流周期 (Hz).感应电动势在定子相绕组中地有效值为E1 4.44 f1 N1kw1 m（ 4.2）式中 ,lk. 为定子相绕组等效匝数；Q.为每极气隙磁通量 (wb).感应电动势中转子相绕组,转子不动时E2 4.44 f1 N2kw2 m（4.3）当转子旋转时 ,转子相绕组中地感应电动势E2s 4.44 f 2 N2 kw2 m 4.44sf1N2kw 2 msE2（4.4）式中 ,正为转子

27、绕组感应电动势地周期(Hz) ： s 为转差率；s f2 /f1 (n1 n) / n1（4.5）式中 n为转子转速 (r min).将转子侧折算到定子侧后可以得到异步传感器每相地等效电路,9/43异步传感器地电磁转矩32sR2(4.6)TepnU 1f1( sR1 R2 )2222s（ X1X2 ）式中 ,五口为定子相绕组漏抗 (Q):U 为电子相电压 (v) ；将定子每相电阻和转子折合到定子侧地转子每相电阻(Q).一般运行过程中交流传感器转差率s 较小 ,此时可以忽略式 (46)分母中所有含有s 地项 ,则该式可以简化为Te3 pnU12s 3 pn(U 1 ) 2 sf1（4.7）2f1

28、 R22 R2f1在额定电压和基频产生联系时 ,图 42所示即表示了传感器机械特性曲线 .式 (47)是该图曲线中右侧地直线段地数学描述 ,传感器正常工作时 ,如果不在对应地区域内 ,传感器则容易进入不稳定地工作状态 .第二小节维持 U f ：常数地简单开环操作无论是恒定传感器还是交流传感器以及交流传感器地标量和变量操作技术中 ,传感器地磁场操作都是必须考虑地因素 ,一般情况下 ,在运转地过程中保持传感器地每极气隙磁通量 .通过设定具体地额定值 ,从而保证传感器铁心地充分利用 .由式 (42)可知 ,如要保持两极系数不变,则在调节传感器定子电源周期Z 地同时 ,必须保持 UZ= 常数 .异步传

29、感器定子电路地电压平衡方程为U1 E1 I1R1(4.8)式中 ,输入对应地定子阻抗,在周期较高时 ,可以忽略定子阻抗上地数值变化影响 ,因而近似有10/43U 1 E1 4.44 f1 1 mK1 f1 m（4.9）由式 (49)可知 ,为不使传感器地磁通过小或饱和 ,在改变周期地同时 ,必须对端电压进行操作 .对于恒转矩负载 ,若保持 U1 =常数 ,则可同时保证气隙磁通、 外部转矩和过载能力都不变 .但是在周期较低时 ,由于传感器地反电动势巨较小 ,式(48)中地电阻地影响不可忽略 ,此时可以把传感器地端电压 U 适当提高 ,以补偿定子电阻数值变化地影响 ,这种方式成为转矩提升 .采用

30、u厂操作时 ,传感器地特性如图43 所示 .将式 (41)、式 (45)代入式 (47),并化简可以得到n sn160 sf140 R2Tepn2U1)2（4.10）pn (f1当采用 U 1方式操作拖动恒转矩负载时 , 传感器带载后地转速降落 , 基本上不会随着在不同输入周期点上而发生改变 , 所以 U1操作方式地传感器外传机械特性具体呈现是在图 42相平行地曲线 .传感器拖动地类别和用途不同 , 对于风机和泵类地负载 , 其负载转矩随着转速地降低大多是以二次方地关系下降 , 对这类负载 , 在运转地同时 , 从系统地功率最高地角度将 , 其在低周期时可以采用弱磁操作方式 , 此时设定地 U

31、厂不再是一个常数 , 根据实际可以地产生设计出相对应地产品 .一般标量操作地高压变频器设备均设有自备几套压频曲线供用户选择, 有些还可以由用户自行设计压频曲线. 高压变频器在实际操作过程中考虑到可能带来11/43地问题和危险需要由专业人员在一旁进行指导.第二节静止变电器变量操作经过多年地开发研究 ,在低压变频器领域中 ,变量操作地技术地成熟应用已经极为广泛 .在目前地高压变频器应用中 ,大多数都还在采用标量操作地方法 ,那么在此基础上不断地研发进步 ,并通过市场和产品地统一规划来看 ,对变量操作地应用已经逐步接近于目前较为成熟地恒定传感器 ,但由于三相异步传感器其原理是一个多变量、强耦合地复杂

32、系统,相对较难操作 .而变量操作则在这一基础上解决了难题 ,其原理是通过一系列坐标变换将异步传感器地数学模型从三相静止坐标系下变换到两相旋转坐标系下,与通过分别操作传感器地磁通和转矩外传来实现交流异步传感器地高性能操作地恒定传感器原理相类似.其坐标地变换还是依附于动态数学模型地变换,而坐标变换则基于磁通等效原理.事实上 ,三相静止绕组与三相变频器相通 ,两相静止绕组与正交变频器相通地方式其实都能产生旋转磁场 ,以此看来 ,两相旋转地绕组中与恒定电流相通必然也能产生磁场.那么在两相旋转坐标系中传感器电流电压都变为恒定电流时,传感器模型就简单化了.在国内外变频器变量操作方案中,多采用定向于转子磁链

33、并随之同速旋转地M T 坐标系 .在这个坐标系中 ,规定传感器地 d 轴沿转子总磁链变量甲 ,方向 ,称之为 M 轴 (磁通轴 )；传感器地 q 轴则逆时针旋转 90.垂直于甲 ,称之为 T 轴 (转矩轴 ). 通过推算可以得到 M T 坐标系下三相异步传感器地数学模型如下：U M 1R1 L1 p1L1Lm p1 LmIU T11L1 R1L1P1LmLm pIU M 2Lm p 0R2 L2P 0IU T 2sLm 0sL2R2IM 1T1(4.11)M 2 T 2考虑笼型异步传感器转子短路,故有UM2=UT2=0(4.12)由于转子总磁链变量甲：本身以同步转速旋转,并与 M 轴重合 ,显

34、然有M 22T 20展开式（ 4.11）地第三项 ,得12/43Lm I M 1 L2 LM 2M 22）4.13展开式（）的第三项，得4.11LM PIM1 (R2L2P)IM2UM2 0）4.14展开式（）并将式（）代入，得4.144.13P 2R2IM20I M 2P2）R24.15将式（ 4.15）代入式（ 4.13），并整理得LMI M 1）24.16T2P1第二小节静止传感器变量操作总体方案4221 方案框图说明图 4 4 所示为静止传感器变量操作地总体框图.1) 转子磁通地变换必须根据定向地坐标进行；2) 由传感器电压模型 (即电压指令给定 )保证磁场方向和转矩地设定值外传；3)

35、 转速闭环、磁通开环、间接磁场定向地系统设置操作简单,易于完成；4) 通过对在转速环中 , 传感器电压地静态模型与电流地动态调节分离 ,可以减低传感器参数变化对电流动态调节地影响 ,提高系统地操作性；5)通过对电流进行 PI 调节来补偿电压外传 ,在低频段切入电流环 ,来降低动态13/43过程中负载和传感器参数对动态特性地影响,增加响应地快速性：6) 传感器转速推算基于对转子磁通在两相静止时相关坐标系数下相位地观测 .在整个操作过程中比较容易 ,具体地操作效果取决于传感器参数设置地精确性来决定 ,以及对传感器参数地温度补偿设计 ,同时由于磁通地开环 ,系统操作有其局限性 ,大体上 ,该方案简单

36、且易于操作 ,具体地精度设置可以提高改进 ,整体方案地性能也会进一步得到提升 ,以下为具体地推论：只有满足变换前后功率守恒 ,坐标方可变换 .在电压和电流选取系统变换阵地条件下 ,功率守恒地坐标变换属于正交变换 ,也可证明 .先在规定好 3s2s 坐标中变换标记好可以两组坐标地相对位置 ,通常规定口轴与 A 轴重合同向 ,如图 45所示 .设三相系统每相绕组地有效匝数为 M, 二相系统每相绕组地有效匝数为 , 有效匝数及其瞬时电流地乘积极为各相所求磁动势 ,其空间变量则位于相对应地坐标轴上 .设磁动势波形是正弦分布地 ,当三相总磁动势与两相总磁动势相等时 ,两套绕组瞬时磁动势在与之对应地轴上地

37、投影应相等 ,即 N2 i0 KN 3 (i A iB iC )N2i aN3i AN3i B cos60N3ic cos60N3 iA1 iB 1 i c22N2 iN3iB sin 60N3iC sin 603 N3 iB iC2为了寻求正交变换阵,在两相系统中 ,通过外部加入地方式,单独加入一相零14/43轴磁动势 ,并定义为N2i0KN 3 (i Ai BiC )将上面三式合并为矩阵形式,得111i22i Ai AiN3033iBC3 2 i BiN 2K22iCi CKK式中 ,C3,：即为三相坐标系变换到两相坐标系地变换阵,满足功率守恒条件 ,应为正交矩阵 ,所以有Pe1Pe1a / mPe2aaPePe2aPm1Pm1Pm2a / maaPmPm1a第三小节有速度传感器变量操作方案图 47 所示为有速度传感器变量操作框图 .通过比较不难发现 ,该操作方案中磁通是闭环地 ,此外反馈电流 L、经 3s2r 变换成 L.后与 I.比较 ,经 PI 调节后 ,直接外传定子电压地磁通分量和转矩分量地补偿对应值 ,代替了原电压给定模型地第一项 ,电压给定方程地第二项保留 ,事实上 ,在很多应用实例中 ,电压给定方程地第二项不保留也是可行地 .其余部分基本与前面介绍地静止传感器变量操作方案相同 .15/43第三节建模与仿真图 4 7 有速度传感器变量操作