異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制中轉(zhuǎn)子參數(shù)對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩的影響分析

1、異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制中轉(zhuǎn)子參數(shù)對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩的影響分析【摘要】本文首先對(duì)矢量控制系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)矩控制進(jìn)行理論分析，詳細(xì)闡述其工作原理，從理論上推導(dǎo)異步電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子參數(shù)之間的關(guān)系；然后通過(guò)仿真逐個(gè)分析轉(zhuǎn)子電阻和轉(zhuǎn)子電感以及轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定時(shí)間、超調(diào)量、精度和紋波等指標(biāo)的影響，最終通過(guò)試驗(yàn)，驗(yàn)證了理論和仿真分析的有效性，為改善轉(zhuǎn)矩控制的各項(xiàng)性能指標(biāo)指明了方向，具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐意義?！娟P(guān)鍵詞】轉(zhuǎn)子電阻；轉(zhuǎn)子電感；轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)；轉(zhuǎn)矩根據(jù)異

2、步電機(jī)控制對(duì)象不同，異步電機(jī)的矢量控制分為速度控制模式和轉(zhuǎn)矩控制模式兩種。速度控制模式是以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速為目標(biāo)，輸出頻率隨給定信號(hào)的大小而變，輸出轉(zhuǎn)矩總是和負(fù)載處于平衡狀態(tài)，最大轉(zhuǎn)矩受發(fā)熱和過(guò)載能力的制約。轉(zhuǎn)矩控制模式是以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為目標(biāo)，給定信號(hào)是轉(zhuǎn)矩而不是轉(zhuǎn)速，輸出轉(zhuǎn)速取決于電磁轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小，最高轉(zhuǎn)速受上限轉(zhuǎn)速的制約。由于轉(zhuǎn)矩控制模式不能控制轉(zhuǎn)速的大小，因此在實(shí)際應(yīng)用中，轉(zhuǎn)矩控制模式主要用于起動(dòng)或者停止的過(guò)渡過(guò)程中，當(dāng)拖

3、動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)起動(dòng)后，將轉(zhuǎn)矩控制模式切換至速度控制模式，以便控制轉(zhuǎn)速的大小。轉(zhuǎn)矩控制模式主要應(yīng)用于牽引、起重和收放卷等場(chǎng)合。電氣機(jī)車(chē)一類(lèi)的牽引裝置和電梯、吊車(chē)一類(lèi)的起重裝置，其負(fù)載是不定的，在速度控制模式下，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩是恒定的，在起動(dòng)瞬間容易產(chǎn)生沖擊，需要在起動(dòng)過(guò)程中采用轉(zhuǎn)矩控制模式，使電動(dòng)機(jī)的輸出結(jié)論：轉(zhuǎn)子電阻變大，穩(wěn)定時(shí)間變短，但是轉(zhuǎn)矩超調(diào)量變大，同時(shí)轉(zhuǎn)矩輸出值減小，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)基本不變。2.轉(zhuǎn)子電感對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩的影響。結(jié)論：轉(zhuǎn)子電感變大，穩(wěn)定

4、時(shí)間不變，但是轉(zhuǎn)矩超調(diào)量變大，同時(shí)轉(zhuǎn)矩輸出值快速增大，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)基本不變。3.轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩的影響。結(jié)論：轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)不變，如果轉(zhuǎn)子電感和轉(zhuǎn)子電阻同步增大，則穩(wěn)定時(shí)間減小，但是轉(zhuǎn)矩超調(diào)量變大，同時(shí)轉(zhuǎn)矩輸出值快速增大，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)基本不變。四、試驗(yàn)驗(yàn)證如圖11所示，利用交直流對(duì)拖機(jī)組進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，被測(cè)變頻器驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)，為了排除加載端直流機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出對(duì)測(cè)試結(jié)果造成不良影響，實(shí)驗(yàn)中將直流機(jī)與扭矩測(cè)試儀之間的聯(lián)軸器2進(jìn)行堵轉(zhuǎn)，中間扭矩測(cè)試儀信

5、號(hào)通過(guò)NI采集卡送給PC機(jī)，然后通過(guò)基于LabView的測(cè)試系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)測(cè)量和顯示，最終測(cè)試結(jié)果與分析和仿真結(jié)果完全一致。本文針對(duì)矢量控制系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)矩控制模式，重點(diǎn)分析了轉(zhuǎn)子電阻和轉(zhuǎn)子電感以及轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)變化時(shí)對(duì)異步電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的影響。無(wú)論是哪個(gè)參數(shù)發(fā)生變化，都會(huì)影響輸出轉(zhuǎn)矩的穩(wěn)定時(shí)間和超調(diào)量以及穩(wěn)定后的轉(zhuǎn)矩輸出值，但是對(duì)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)并無(wú)實(shí)質(zhì)影響，相對(duì)而言，轉(zhuǎn)子電阻對(duì)穩(wěn)定時(shí)間比較敏感，轉(zhuǎn)子電感對(duì)轉(zhuǎn)矩輸出值比較敏感，需要強(qiáng)調(diào)的是，只保證轉(zhuǎn)子時(shí)