电驱动系列：三十六、异步电机的转矩控制

mizhongquan

（1）原理：



（2）虚拟dq轴：

同步电机与异步电机主要的区别为：转子磁势（电流）是由定、转子的转差产生的，在某一时刻，我们假定一虚拟的dqn坐标系，其转速为同步速，现定义：虚拟d轴为转子旋转磁势的幅值处与转子圆心的连线，虚拟q轴与其相差90°电角度，这里的d轴也是以同步速旋转，由于转差率的存在，转子的旋转是滞后于虚拟d轴的。

假设定子磁势与转子磁势二者相差一个相位角φ，定子坐标与同步即定子坐标类似，为静止坐标，dqn坐标以同步速n1旋转，s为稳定值，转子坐标以(1-s)n1的转速旋转。

（3）定子、转子的坐标变换

由于定/转子磁势都是时变的，因此定子和转子二者的电磁量均需要进行dq轴的变换，其控制相对永磁同步电机来说复杂一些。  （永磁同步电机转子磁势理论上是不变的，dq轴是基于转子定义的，且转子转速与dq轴的转速相同，因此转子的电磁量不需要进行dq轴的变换，详见上一节。）

其变换方法与上节介绍的类似，这里就不过多介绍了，其结果为：





（4）转矩的控制

与永磁同步电机不同的是，异步电机的直轴与交轴磁势（电流）是由定子和转子共同决定的，因而需要同时控制定子、转子的电流。

永磁同步电机通过定子电流可以确定定子旋转磁场的位置，旋转磁场与转子同步旋转，通过旋转变压器可以同时确定转子及旋转磁场的位置及转速，控制器通过这些信号进行控制。

异步电机通过定子电流确定定子旋转磁场的位置，通过旋转变压器确定转子的位置及转速，对于转子旋转磁场的位置则需要通过计算才能获得。

与永磁同步电机类似，异步电机也可以进行DTC控制（直接转矩控制），后面介绍SVPWM的时候会有原理方面的说明，这里就不展开了。


虚拟dq轴