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永磁|永磁同步电机基础知识( 二 )


按关键词阅读: 同步电机 永磁 基础知识


矢量控制技术是通过坐标变换实现的 。
坐标变换需要坐标系 , 变化整个过程给出三个坐标系:1)静止坐标系(a , b , c):定子三相绕组的轴线分别在此坐标系的a , b , c三轴上;2)静止坐标系(a,B):在(a, b, c)平面上的静止坐标系 , 且a轴与a轴重合 , B轴绕a轴逆时针旋转 90度;is的控制 , 但是对3)旋转坐标系(d,q ):以电源角频率旋转的坐标系 。
矢量控制技术对电流的控制实际上是对合成定子电流矢量合成定子电流矢量is的 。

8、控制的控制存在以下三个方面的问题:1)is是时变量 , 如何转换为时不变量?2)如何保证定子磁势和转子磁势之间始终保持垂直?3)is是虚拟量 , 力矩 T的控制最终还是要落实到三相电流的控制上 , 如何实现这个转换?is从静止坐标系(a, b? c)看是以电源角频率旋转的 , 而从旋转坐标系(d,q)上看是静止的 , 也就是从时变量转化为时不变量 , 交流量转化为直流量 。
所以 , 通过 Clarke和Park坐标变换(即 3/2变换) , 实现了对励磁电流id和转矩电流iq的解耦 。
在旋转坐标系(d,q)中 , is已经成为了一个标量 。
令is在q轴上(即让id=0 ) , 使转子的磁极在 d轴上 。
这样 , 在旋转坐标系( d,q)中 ,我 。

9、们就可以象直流电机一样 ,通过控制电流来改变电机的转矩 。
且解决了以上三个问题中的前两个 。
但是 , id、iq不是真实的物理量 , 电机的力矩控制最终还是由定子绕组电流ia、ib、ic (或者定子绕组电压ua、ub、uc)实现 , 这就需要进行Clarke禾口 Park坐标逆变换 。
且解决了以上三个问题中的第三个 。
力矩回路控制的实现:1)图中电流传感器测量出定子绕组电流ia,ib作为clarke变换的输入 , ic可由三相电流对称关系ia+ib+ic=O求出 。
2)clarke变换的输出i a ,i p, 与由编码器测出的转角3作为park变换的输入 , 其输出id与iq作为电流反馈量与指令电流idref及iqref比 。

10、较 , 产生的误差在力矩回路中经PI运算后输出电压值ud,uq 。
3)再经逆park逆变换将这ud,uq变换成坐标系中的电压u a ,u p 。
4)SVPWM 算法将u a ,u p转换成逆变器中六个功放管的开关控制信号以 产生三相定子绕组电流 。
(四)电流环控制交流伺服系统反馈分为电流反馈、速度反馈和位置反馈三个部分 。
其中电流环的控制是为了保证定子电流对矢量控制指令的准确快速跟踪 。
电流环是内环 , SVPWM控制算法的实现主要集中在电流环上 , 电流环性能指标的好坏 , 特别是动态特性 , 将全面影响速度、位置环 。
PI调节器不同于P调节器的特点:1)P调节器的输出量总是正比于其输入量;2)而PI调节器输出量的稳态值与 。

11、输入无关,而是由它后面环节的需要决定的 。
后面需要 PI调节器提供多么大的输出值,它就能提供多少,直到饱和为止 。
电流环常采用 PI控制器 , 目的是把P控制器不为0的静态偏差变为 0 。
电流环控制器的作用有以下几个方面:3)内环;在外环调速的过程中 , 它的作用是使电流紧跟其给定电流值(即外环调节器的输出);4)对电网电压波动起及时抗干扰作用;5)在转速动态过程中(起动、升降速)中 , 保证获得电机允许的最大电流-即加速了动态过程;6)过载或者赌转时 , 限制电枢电流的最大值 , 起快速的自动保护作用 。
电流环的控制指标主要是以跟随性能为主的 。
在稳态上 , 要求无静差;在动态上 , 不允许电枢电流在突加控制作用时有太大的超调 ,。

12、以保证电流电流在动态过程中不超过允许值 。
双闭环电机调速过程中所希望达到的目标:1)起动过程中:只有电流负反馈,没有转速负反馈 。
2)达到稳态后:转速负反馈起主导作用;电流负反馈仅为电流随动子系统 。
双闭环电机具体工作过程:根据检测模块得到的速度值和电流值实现电机转速控制 。
当测量的实际转速低于设定转速时 , 速度调节器的积分作用使速度环输出增加 , 即电流给定上升 , 并通过电流环调节使PWM占空比增加 , 电动机电流增加 , 从而使电机获得加速转矩 , 电机转速上升;当测量的实际转速高于设定转速时 , 转速调节器速度环的输出减小 , 电流给定下降 , 并通过电流环调节使PWM占空比减小 , 电机电流下降 ,从而使电机因电磁转矩的减小而减 。

13、速 。
当转速调节器处于饱和状态时 ,速度环输出达到限幅值 , 电流环即以最大限制电流实现电机加速 , 使电机以最大加速度加速 。


来源:(未知)

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