考虑直轴阻尼绕组影响的d轴磁通;
考虑交轴阻尼绕组影响的q轴磁通。
cosθ、sinθ为从测速编码器得到的转子位置角计算得到cosλ、sinλ为电机内部的负载角，也叫功角。
电流和电压模型根据电机的输出频率进行平滑过渡，一般额定转速10%以下采用电流模型，额定转速20%以上采用电压模型。
控制系统的另一个特殊问题是三相电流调节器，由于矢量控制要求交－交变频器的输出电流随时变化(稳态运行时为正弦变化)，这样电流调节器仅采用常规的pi反馈调节，就会有跟踪误差，使输出电流滞后于给定电流，从而影响矢量控制的效果，因此必须引入电压前馈补偿环节，事先计算出产生电流所需加入的电压给定，并通过调试确保前馈补偿量基本满足控制量要求，而电流pi调节器输出只起校正控制误差的作用，电压前馈的计算公式为:
上述控制思想采用simadyn-d全数字、可自由配置的模块化控制系统实现，程序基于unix的图形化编程软件采用struc g编制，用strucview进行阅读，采用ibs5.01进行调试，并可借用excel 表的宏命令生成参数化文档。
simadyn-d控制柜包含sr24.3主机箱，由与p1处理器绑接的it41输入输出模板接收光电码盘返回的测速信号和位置信号，并完成速度控制和通讯任务;由p2处理器和两块与之绑接的it42输入输出模板完成的矢量变换运算，并最终形成定子三相电流设定值和转子励磁电流设定值，输入给ep22+is1及p3处理器+itdc模板，由ep22完成三相电流调节，并由与之绑接的is1接口模板完成定子三相脉冲的形成、隔离与放大;由p3处理器完成转子励磁电流的控制和部分与ep22的信号交换、内部控制信号的输出等，由与之绑接的itdc接口模板完成转子励磁脉冲的形成、隔离与放大;采用在cs7通讯母板中插入ss4、ss52、ss52通讯子模板形成一个dust1通讯接口，用于编程调试，两个profibus通讯接口，分别连接本柜的et200s远程i/o和tdc传动控制器，完成对交交变频功率柜各种保护和联锁信号的采集和与外部启停、给定和故障联锁信号的通讯。
tdc控制器也是以机架为基础构成的控制系统，但在保留simadyn-d系统多处理器并行优势的基础上，系统设计更为简练，只有一个机箱和两种cpu，i/o模板和通讯模板的集成度更高，采用了开放的vme背板总线技术，开发了区域内更为高效的gdm通讯技术，采用基于WINOOWs的图形化编程软件cfc编程，cfc软件安装在step7环境下运行。
在精轧区域的6个机架共用一个tdc控制器，负责完成各机架的启停逻辑、急停操作、速度给定、速度给定斜坡设定、外部信号联锁(电机、变压器、润滑系统等)及与精轧l1主控制器的通讯，与精轧区域相关传动设备的通讯，并通过与op17操作面板通讯完成对各机架的本地操作、运行监视、故障报警、温度指示和在dsg模式下的速度开环调试功能。
精轧区域主传动配置如图6所示。
图6 精轧区域主传动配置图
5 典型波形分析及结论
图7 电机在空载频繁正转和停车的条件下实测波形图
图7反映了电机在空载频繁正转和停车的条件下，速度给定nref、反馈nist、定子侧转矩电流isphi2、定子侧励磁电流isphi1、转子侧励磁电流iep的变化，由图可见由于转矩电流分量与气隙磁通正交，无论是加速过程的加速电流还是减速过程中的制动电流都对气隙磁场起去磁作用，在磁通调节器的作用下，定子励磁电流和转子励磁电流都要增加，以保持气隙磁通不变和幅值解耦，在动态过程中，定子侧励磁电流的变化基本与转矩电流同步，对保持气隙磁通不变起主要作用，而转子励磁电流响应较慢，只起到消除稳态静差的作用，在加减速的动态过程中，当有转矩电流分量产生时，磁通会略有下降，但磁通的幅值变化小于1.5%。
6 结束语
济钢1700热连轧主传动目前已基本调试完毕，传动系统的速度控制静态精度达到了0.01%，速度动态响应时间小于50ms，电枢电流响应时间小于10ms，转矩脉动小于0.8%，达到了连轧机组主传动的设计要求，其硬件配置和软件控制水平都代表了当前传动领域领先的世界水平，是轧机主传动控制的代表之作。
本文关键字：控制器 设计参考，变频技术 - 设计参考
