异步电机的双闭环控制
双闭环三相异步电机调压调速系统实验报告
“运动控制系统”专题实验r2 r2+Rs1 r2+Rs2 r2+Rs3sm sm1 sm2 s Tem图6-1整个调速系统采用了速度, 电流两个反馈控制环。
这里的速度环作用基本上与直流调速系统相同而电流环的作用则有所不同。
在稳定运行情况下, 电流环对电网振动仍有较大的抗扰作用, 但在起动过程中电流环仅起限制最大电流的作用, 不会出现最佳起动的恒流特性, 也不可能是恒转矩起动。
2.异步电机调压调速系统结构简单, 采用双闭环系统时静差率较小, 且比较容易实现正, 反转, 反接和能耗制动。
但在恒转矩负载下不能长时间低速运行, 因低速运行时转差功率全部消耗在转子电阻中, 使转子过热。
3.双闭环异步电机调压调速系统的机械特性。
转子变电阻时的机械特性:3.三相异步电机的调速方法三种类型: 转差功率消耗型: 调压、变电阻等调速方式, 转速越低, 转差功率消耗越大。
转差功率馈送型: 控制绕线转子异步电机的转子电压, 利用转差功率可实现调节转速的目的。
如串级调速。
转差功率不变型：转差功率很小, 而且不随转速变换, 如改变磁极对数调速, 变频调速。
1）定子调压调速当负载转矩一定时, 随着电机定子电压的降低, 主磁通减少, 转子感应电势减少, 转（2）空载电压为200V时n/(r/min) 1281 1223 1184 1107 1045I G/A 0.10 0.11 0.12 0.13 0.13U G/V 182 179 176 166 157 M/(N·m) 0.2265 0.2458 0.2636 0.2814 0.28312.闭环系统静特性n/(r/min) 1420 1415 1418 1415 1416 1412I G/A 0.11 0.14 0.16 0.19 0.21 0.26U G/V 203 200 201 200 200 199 M/(N·m) 0.2394 0.2795 0.3080 0.3777 0.3496 0.4482 静特性曲线:3.与开环机械特性比较, 闭环静特性比开环机械特性硬得多, 且随着电压降低, 开环特性越来越软。
对于双闭环控制id和iq跟踪情况的描述
对于双闭环控制id和iq跟踪情况的描述下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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双闭环调速电路的工作原理
双闭环调速电路的工作原理双闭环调速电路是一种常用于电机调速控制的电路，其工作原理基于两个闭环控制系统的联合作用。
这两个闭环分别是速度外环闭环和电流内环闭环。
在电机调速控制中，要实现精确的速度控制，需要对电机的速度进行反馈测量，并与期望速度进行比较，并通过控制信号调节电机的输入电压或输入电流，以实现速度的稳定控制。
首先，让我们来看看速度外环闭环的工作原理。
速度外环闭环是基于反馈的控制系统，它通过测量电机的转速，并将其与期望的目标速度进行比较。
这个差值被称为误差信号。
然后，误差信号被送入PID控制器（比例-积分-微分控制器）中，PID控制器将计算出一个控制信号，该信号用于调节电机输入电压或输入电流。
控制信号经过放大后，被传递到电机的输入端，从而调整电机的转速。
通过反复测量转速和比较误差，PID控制器不断调整控制信号，直到误差信号为零，即实现了期望的目标速度。
接下来，我们来看看电流内环闭环的工作原理。
电流内环闭环是针对电机的输入电流进行控制的反馈控制系统。
它测量电机的输入电流，然后将其与期望的目标电流进行比较。
这个差值被称为电流误差信号。
然后，电流误差信号被送入电流控制环，该环包括一个电流控制器和一个电流放大器。
电流控制器使用PID控制算法计算控制信号，并通过电流放大器将控制信号放大到足够的电压或电流级别，以调节电机的输入电压或输入电流。
通过反复测量电流和比较误差，电流控制器不断调整控制信号，直到电流误差为零，即实现了期望的目标电流。
总结起来，双闭环调速电路的工作原理可以概括为：首先，通过速度测量和反馈，将电机的实际速度与期望的目标速度进行比较，产生速度误差信号。
然后，通过PID控制器计算出控制信号，用于调节电机的输入电压或输入电流，以实现速度的稳定控制。
同时，通过电流测量和反馈，将电机的实际电流与期望的目标电流进行比较，产生电流误差信号。
然后，通过电流控制器计算出电流控制信号，用于调节电机的输入电压或输入电流，以实现电流的稳定控制。
双闭环三相异步电动机调压调速的系统设计与仿真课程设计模板
第1章绪论1.1 双闭环三相异步电动机调压调速系统旳原理和构成调压调速即通过调整通入异步电动机旳三相交流电压大小来调整转子转速旳措施。
理论根据来自异步电动机旳机械特性方程式：其中，p为电机旳极对数；w1为定子电源角速度；U1为定子电源相电压；R2’为折算到定子侧旳每相转子电阻；R1为每相定子电阻；L11为每相定子漏感；L12为折算到定子侧旳每相转子漏感；S为转差率。
图1-1 异步电动机在不一样电压旳机械特性由电机原理可知，当转差率s基本保持不变时，电动机旳电磁转矩与定子电压旳平方成正比。
因此，变化定子电压就可以得到不一样旳人为机械特性，从而到达调整电动机转速旳目旳1.2 双闭环三相异步电动机调压调速系统旳工作原理系统主电路采用3个双向晶闸管，具有体积小。
控制极接线简朴等长处。
A.B.C为交流输入端，A 3.B3.C3为输出端，接向异步电动机定子绕组。
为了保护晶闸管，在晶闸管两端接有阻容器吸取装置和压敏电阻。
控制电路速度给定指令电位器BP1所给出旳电压，经运算放大器N构成旳速度调整器送入移相触发电路。
同步，N还可以得到来自测速发电机旳速度负反馈信号或来自电动机端电压旳电压反馈信号，以构成闭环系统，提高调速系统旳性能。
移相触发电路双向晶闸管有4种触发方式。
本系统采用负脉冲触发，即不管电源电压在正半周期还是负半周期，触发电路都输出负得触发脉冲。
负脉冲触发所需要旳门极电压和电流较小，故轻易保证足够大旳触发功率，且触发电路简朴。
TS是同步变压器，为保证触发电路在电源正负半波时都能可靠触发，又有足够旳移相范围，TS采用DY11型接法。
移相触发电路采用锯齿波同步方式，可产生双脉冲并有强触发脉冲电源（+40V）经X31送到脉冲变压器旳一次侧第2章双闭环三相异步电动机调压调速系统旳设计方案2.1 主电路设计调压电路变化加在定子上旳电压是通过交流调压器实现旳。
目前广泛采用旳交流调压器由晶闸管等器件构成。
它是将三个双向晶闸管分别接到三相交流电源与三相定子绕组之间通过调整晶闸管导通角旳大小来调整加到定子绕组两端旳端电压。
双闭环三相异步电动机调压调速心得体会
双闭环三相异步电动机调压调速心得体会
双闭环三相异步电动机调压调速是一种常见的控制技术，用于实现电动机的精确调节和控制。
通过对电动机的调压和调速，可以在不同的负载和工况下实现电动机的高效运行。
在实践中，我总结了一些关键的心得体会：
1. 理论基础：熟悉电动机的基本原理和工作特性是掌握调压调速技术的前提。
了解电动机的构造、转矩特性、绕组和定子的连接，可以更好地理解调压调速的原理和实现方式。
2. 控制策略：在双闭环控制中，内环控制是电流控制，外环控制是速度或转矩控制。
合理选择控制策略和参数调节方法，可以实现电动机的稳定运行和响应速度的提高。
3. 传感器选择：准确感知电动机的状态是实现调压调速的前提。
选择合适的传感器（如电流传感器、速度传感器）能够提供准确的反馈信号，为控制系统提供准确的输入。
4. 控制器设计：根据系统需求和控制策略选择合适的控制器。
PID控制器是常用的控制器类型，但根据实际情况可能需要采用其他控制算法。
5. 运行监测：定期对电动机进行运行监测，观察调压调速系统的性能和稳定性，及时发现和解决问题，确保电动机的正常运行。
需要注意的是，实施调压调速技术时，应遵守相关的安全操作规程，确保工作环境安全，避免事故发生。
基于matlab/simulink的异步电动机双闭环控制仿真
作者： 孙惠娟
作者机构： 重庆工业职业技术学院机械工程学院,重庆401120
出版物刊名： 科技创新与应用
页码： 7-8页
年卷期： 2017年 第32期
主题词： 异步电动机 simulink 双闭环控制
摘要：调压调速是电动机双闭环控制的本质,这种调速方法可实现电动机起动时磁链上升过程更加平滑稳定,其反馈控制可提高系统的抗干扰性能及定位精度。
文章对异步电动机的调速系统进行了研究,使用MATLAB/SIMULINK工具分别对双闭环调速系统进行建模和仿真。
仿真结果表明双闭环调速系统具有良好的动态、静态性能,电机起动过程平稳、动态响应效果好,另外,文章中的一些仿真模块修改后也同样可以用于其它控制系统中,方便、灵活,可移植性较强。
基于电流模型的异步电机双闭环控制系统仿真
ｍ
（ｍ Ｌ眦 （ｍ Ｌ
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有 转 矩 、 链 双 闭 环 的交 流 异 步 电机 矢 量控 制 系 统 。 磁 １ 转 子 磁 链 计算 的 电流 模 型 １１在 二 相 静 止 坐标 系上 的转 子 磁链 电 流模 型 ．
，
。
，
（） ４
式 中 ， ＵＢ 两 相 静 止 坐 标 系 上 两 相 定 子 的绕 组 电压 ； Ｕ ｓ为 Ｕ Ｕ 为 两相 静 止 坐标 系上 两 相 转 子 绕 组 电压 ； ｉ 为 两 相 静 ｌ ８ Ｂ
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（） ６
止 坐 标 上 两 相 定 子 绕 组 电 流 ； ｉ为 两 相 静 止 坐 标 系 上 两 相 转 ｉ 。 子绕 组 电流 ；， （ 为转 子 角 速 度 ； 。Ｒ 为 定 子 绕 组 电 阻 ； 、 为 两 １ Ｒ、 Ｌ 相 坐标 系上 定 、 子 绕 组 的 自感 ；ｍ为 两 相 坐 标 系 上 同轴 、 子 转 Ｌ 转
［］ １ 郭瑞 ， 庆贤． 王 按转子磁 链定 向的矢量 控制 系统仿 真研究 ［ ］黑龙 Ｊ．
江： 科技 信 息 ，Ｏ ０（７ ２ｌ ２）
电 流模 型使 用 在 二 相 同步 旋 转 坐标 系 上 按 转 子 磁 链 定 向 的 磁 链 模 型 ， 型 结 构 如 图 ５ 模 。 ２３ 仿 真 ． 仿 真 参 数 设 置 如 下 ： 电 动 机 ：８ Ｖ、０ ｚ ２ 对 极 ， 。 ３０ ５ Ｈ 、 Ｒ＝ ０４ ５ Ｌ＝ ．０ ｍＨ， ０８ ，ｌ ００ ２ ．３ Ｑ， 。 Ｏ０ ２ Ｒ＝ ．１ Ｑ Ｌ＝ ．０ ｍＨ，ｍ ００ ９ ６ ｒ Ｌ ＝ ．６ ｍＨ，
异步电机的双闭环控制
电机电子系统计算机控制与仿真学院：信息工程学院专业班级：电机与电器学生：仪轩杏学号：406107016001 指导老师：景明异步电机的双闭环控制1 引言矢量控制是目前交流电机的先进控制方式，一般将含有矢量变换的交流电机控制都称之为矢量控制，实际上只有建立在等效直流机模型上，并按转子磁场准确定向的控制，电机才能获得最优的动态性能。
2 基本原理矢量控制的基本思路是以产生相同的旋转磁动势为准则，将异步电机在静止三相坐标系上的定子交流电流通过坐标变换等效成同步旋转坐标系上的直流电流，分别加以控制，以达到直流电机的控制效果。
异步电机在两相同步旋转坐标系上的数学模型为：11sm s se s me m sm st e s s s e mm st rm m e m r r s r rm rt s mms r r r rt u R pL L pL L i u L R pL L pL i u pL L R pL L i u L pL L R pL i ωωωωωωωω+--⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥+⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥-+-⎢⎥⎢⎥⎢⎥+⎣⎦⎣⎦⎣⎦00000000sm s m sm st s m st rm m r rm rt mr rt L L i L L i L L i L L i ψψψψ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦()e p m st sm sm rt T n L i i i i =-当两相同步旋转坐标系按转子磁链定向时，应有,0rm r rt ψψψ==，即得me pst r rL T n i L ψ= 1mr sm rL i pT ψ=+ms st r rL i T ωψ=其中，w e 为同步转速，w r 为转子角频率，w s 为转差角速度，T r 为转子时间常数，n p 为极对数，R s 、R r 为定子、转子电阻，L s 、L r 、L m 为定子、转子电感及定转子之间的互感，p 为微分算子，ψr 为转子磁链。
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电机电子系统计算机控制与仿真
学院：信息工程学院
专业班级：电机与电器
学生姓名：仪轩杏
学号：406107016001
指导老师：张景明
异步电机的双闭环控制
1 引言
矢量控制是目前交流电机的先进控制方式，一般将含有矢量变换的交流电机控制都称之为矢量控制，实际上只有建立在等效直流机模型上，并按转子磁场准确定向的控制，电机才能获得最优的动态性能。
2 基本原理
矢量控制的基本思路是以产生相同的旋转磁动势为准则，将异步电机在静止三相坐标系上的定子交流电流通过坐标变换等效成同步旋转坐标系上的直流电流，分别加以控制，以达到直流电机的控制效果。
异步电机在两相同步旋转坐标系上的数学模型为：
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当两相同步旋转坐标系按转子磁链定向时，应有,0rm r rt ψψψ==，即得
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e p
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L T n i L ψ= 1m
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L i T ωψ=
其中，w e 为同步转速，w r 为转子角频率，w s 为转差角速度，T r 为转子时间常数，n p 为极对数，R s 、R r 为定子、转子电阻，L s 、L r 、L m 为定子、转子电感及定转子之间的互感，p 为微分算子，ψr 为转子磁链。
3 系统原理
带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统的电气原理如图1所示。
在图1中，主电路采用了电流滞环控制型逆变器。
在控制电路中，在转速环后增加了转矩控制内环，转速调节器ASR的输出是转矩调节器ATR的给定Te*，而转矩的反馈信号Te，则通过矢量控制方程计算得到的。
电路中的磁链调节器ApsiR用于对电机定子磁链的控制，并设置了电流变换和磁链观测环节。
ATR和ApriR的输出分别是定子电流的转矩分量ist*和励磁分量ism*。
ist*和ism*经过2r/3s变换后得到三相定子电流的给定值isA*、isB*、isC*，并通过电流滞环控制PWM逆变器控制电机定子的三相电流。
图1 带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统的电气原理
带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统仿真模型如图2所示。
其中直流电源、逆变器、电机和电机测量模块组成了模型的主电路，逆变器的驱动信号由带滞环脉冲发生器模块产生。
三个调节器ASR、ATR和ApsiR均是带输出限幅的PI调节器。
转子磁链观测使用两相同步旋转坐标系上的磁链模型，函数模块Fcn 用于计算转矩，dq0_to_abc模块用于2r/3s的坐标变换。
4 仿真模型
uab
1.5psir*Continuous pow ergui
pisq
pisd
n4
n3
n1
1400n*
n
io
ia
dq0
sin_cos
abc
dq0_to_abc Transformation
v +-
Voltage Measurement
g
A B
C +
-Universal Bridge
Te
i*abc iabc
pulses Subsystem2
iabc wr
psir ist
sincos
Subsystem1
Step
Product
m
is_abc phis_qd
wm Te
Machines Measurement
Demux
2*0.069/0.071Gain1
9.55
Gain
DC Voltage Source1
DC Voltage Source
Tm m
A
B
C
Asynchronous Machine
SI Units
psir*
psir
ism*ApisR
Te*Te
ist*ATR n*n
Te*
ASR
图2 带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统仿真模型
图3 转速调节器ASR
图4 转矩调节器ATR
图5 磁链调节器ApsiR
图6 按转子磁链定向转子磁链电流模型
图7 滞环脉冲发生器
5 相关参数
系统参数：
电机参数：
逆变器直流电源205*2=510V
定子绕组自感Ls=Lm+Lis=0.069+0.002=0.071mH 转子绕组自感Lr=Lm+Lir=0.069+0.002=0.071mH 漏磁系数σ=1-Lm2/LsLr=0.056
转子时间常数Tr=Lr/Rr=0.071/0.816=0.087
转速给定值1400
磁链给定值1.5
空载起动，在0.6s时加载60 N*m。
调节器参数：
6 结论与波形分析
0.1
0.2
0.3
0.4
0.50.6
0.7
0.8
0.9
1
020
40
60
80
100
t(s)T e (N *m )
0.10.20.30.4
0.50.60.70.80.91
三相电流
t(s)
i s (A )
00.10.20.30.4
0.50.60.70.80.91
5001000
1500
t(s)
n (r a d /s )
0.1
0.2
0.3
0.4
0.50.6
0.7
0.8
0.9
1
-20-1001020304050
607080
90转速调节器输出
t(s)
n (r a d /s )
00.10.20.30.4
0.50.60.70.80.91
-10
010********
6070
80转矩调节器输出
t(s)
T e (N *m )
00.10.20.30.4
0.50.60.70.80.91
5
10
15
磁链调节器输出
t(s)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.50.6
0.7
0.8
0.9
1
-100
-80-60-40-20020
406080
100经2r/3s 变换的三相电流
t(s)
i (A )
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.2
0.4
0.6
0.8
1
-1
-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8
1定子磁链轨迹
0204060
801000500
1000
1500
转矩-转速曲线
Te(N*m)n (r a d /m i n )
从波形中可以看出，在矢量控制下转速上升平稳，加载后略有下载但随即恢复，在0.35s 达到给定转速时和0.6s 加载时，系统调节器和电流、转矩都有相应的响应。
由于转矩和磁链调节器都是带限幅的PI 调节器，在起动中两个调节器都处于饱和限幅状态，因此定子电流的转矩和励磁分量都保持不变，定子电流的给定值也不变，所以在起动过程中定子电流基本保持不变，实现了恒流起动。
在起动阶段，磁场的建立过程比较平滑，磁链呈螺旋形增加，同时电机转矩也不断上升。
从转矩-转速曲线可以看到，系统起动转矩较大。
参考文献
1、陈伯时． 电力拖动自动控制系统［M ］． 北京: 机械工业出版社，1997．
2、周凯汀，郑力新． 基于 MATLAB 的双闭环直流调速系统仿真及参数进化设 计［J ］.计算技术与自动化，2001，20( 2) : 10 －14．
3、李威震，于敬玲． 基于 MATLAB 的双闭环可逆直流调速系统的仿真环境［J ］.计算机仿真，2004，21( 11) : 42 －44．
4、张传伟，郭卫． 直流电机双闭环调速系统仿真研究［J ］． 机床与液压，2005，39( 2) : 128 －130．。