变频器原理与应用 第3版 教案 7.3-7.4 矢量控制（VC）、直接转矩控制

PAGE《变频器原理及应用（第3版）》电子教案PAGE第4页共4页中等职业教育课程改革国家规划新教材《电子技术基础》电子教案 PAGE1章节课题7.3矢量控制（VC）7.4直接转矩控制课时2教学目的1.掌握变频器矢量控制方式。2.了解直接转矩控制方式。重点难点重点难点：变频器的矢量控制方式。教学方法联系工程实际讲授变频器的矢量控制方式，使学生掌握变频器的矢量控制方式原理，了解直接转矩控制方式。。教具作业习题7-10；习题7-11课后小结矢量控制是通过控制变频器输出电流的大小、频率及相位，用以维持电动机内部的磁通为设定值，产生所需的转矩。是一种高性能的异步电动机控制方式。直接转矩控制是直接分析交流电动机的模型，控制电动机的磁链和转矩。教学内容7.3矢量控制（VC）7.4直接转矩控制知识目标：1.掌握变频器的矢量控制原理。2.了解直接转矩控制原理。技能目标：弄清楚使用矢量控制的要求。教学内容7.3矢量控制(VC)矢量控制是通过控制变频器输出电流的大小、频率及相位，用以维持电动机内部的磁通为设定值，产生所需的转矩。7.3.1直流电动机与异步电动机调速上的差异1．直流电动机的调速特征直流电动机具有两套绕组，即励磁绕组和电枢绕组，它们的磁场在空间上互差π/2电角度，两套绕组在电路上是互相独立的。2．异步电动机的调速特征异步电动机虽然也有两套绕组，即定子绕组和转子绕组，但只有定子绕组和外部电源相接，定子电流I1是从电源吸取电流，转子电流I2是通过电磁感应产生的感应电流。因此异步电动机的定子电流应包括两个分量，即励磁分量和负载分量。励磁分量用于建立磁场；负载分量用于平衡转子电流磁场。既然直流电动机的调速性能优良，那么能否将异步电动机的定子电流分解成励磁电流和负载电流，并分别进行控制，而它们所形成的磁场在空间上也能互差π/2电角度？如果能实现上述设想异步电动机的调速就可以和直流电动机相差无几了。教学内容7.3.2矢量控制中的等效变换异步电动机的定子电流，实际上就是电源电流，我们知道，将三相对称电流通入异步电动机的定子绕组中，就会产生一个旋转磁场，这个磁场就是我们所说的主磁场ΦM。设想一下，如果将直流电流通入某种形式的绕组中，也能产生和上述旋转磁场一样的ΦM，就可以通过控制直流电流实现先前所说的调速设想。7.3.3.直角坐标／极坐标变换在矢量控制系统中，有时需将直角坐标变换为极坐标，用矢量幅值和相位夹角表示矢量。7.3.4变频器矢量控制的基本思想7.3.5使用矢量控制的要求1．矢量控制的给定；2．矢量控制的要求；3．使用矢量控制的注意事项7.3.6矢量控制系统的优点和应用范围优点：1）动态的高速响应；2）低频转矩增大；3）控制灵活。应用范围：1）要求高速响应的工作机械；2）适应恶劣的工作环境；3）高精度的电力拖动；4）四象限运转。教学内容7.4直接转矩控制7.4.1直接转矩控制系统图8-13所示为按定子磁场控制的直接转矩控制系统的原理框图，采用在转速环内设置转矩内环的方法，以抑制磁链变化对转子系统的影响，因此，转速与磁链子系统也是近似独立的。7.4.2直接转矩控制的优势直接转矩控制的优势在于：转矩控制是控制定子磁链，在本质上并不需要转速信息；控制上对除定子电