基于DSP的交流电机矢量控制系统设计(5)
本文所做的主要工作包括：
（1）论述了变频调速控制技术及应用背景；
（2）阐述了异步电动机在不同坐标系下的动态数学模型及矢量控制理论；
（3）在MATLAB/SIMULINK环境下实现了电压矢量脉宽调制(SVPWM)技术的控制算法，建立矢量控制系统的仿真模型，并进行了仿真分析。
（4）熟悉实验系统的硬件平台及软件开发流程，采用CCS开发环境实现了基于DSP的矢量控制策略。
（5）结合实验结果，对设计系统的性能进行分析和总结，并对以后的研究方向进行了展望。
2 交流调速的基本理论
三相异步电动机转速公式为[14]:
(2.1)
其中： 表示电机的同步转速
表示电机的定子频率即供电频率， 表示电机的磁极对数，n表示电机的转速，s表示电机的转差率。
转差率和转速的关系： (2.2)
从(2.1)式可见，在电机的磁极对数不改变的情况下：改变系统供电频率 ，即可以改变电机的转速n，该调速方法称之为变频调速。
2.1 异步电动机在不同坐标系下的数学模型
2.1.1 异步电动机的物理模型
异步电动机的数学模型是一种高阶、非线性、强耦合的多变量系统。在研究异步电动机的模型时，常作如下假设[4]：
(1)忽略空间谐波，设三相绕组对称，在空间互差120°电角度。所产生的磁动势沿气隙圆周按正弦规律分布；
(2)忽略磁路饱和，各绕组的自感和互感都是恒定的；
(3)忽略铁芯损耗；
(4)不考虑频率和温度变化对绕组电阻的影响。
无论异步电动机转子是绕线型还是鼠笼型的，都将等效成三相绕线转子，并折算到定子侧，折算后的定子和转子绕组匝数都相等。这样，电机绕组就等效成图2.1所示的三相异步电动机的物理模型。
2.1 异步电动机物理模型
2.1.2 异步电动机在三相静止坐标系下的数学模型
图2.1中，定子三相绕组轴线A、B、C在空间是固定的，以A轴为参考坐标轴；转子绕组轴线a、b、c随转子旋转，转子a轴和定子A轴间的电角度 为空间角位移变量，规定各绕组电压电流、磁链的正方向符合电动机惯例和右手螺旋定则。这时，异步电动机的数学模型由下述电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程组成。