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永磁同步電機(jī)如何調(diào)速?

2023-03-14 15:08:55來源:

永磁同步電機(jī),Z基本的組成結(jié)構(gòu)定子和轉(zhuǎn)子。定子與異步電機(jī)轉(zhuǎn)子類似,由絕緣銅線繞制而成。轉(zhuǎn)子包含永磁體,并具備確定的極數(shù),建立電機(jī)的主磁場。

與異步電機(jī)相比,永磁同步電機(jī)的電、磁和力的關(guān)系更簡單,經(jīng)過一定的坐標(biāo)變換,可以實(shí)現(xiàn)電流與力矩的解耦。

1、坐標(biāo)變換

列舉,永磁同步電機(jī)變頻調(diào)速用到的相關(guān)坐標(biāo)變換。A-B-C坐標(biāo)系,以定子鐵芯的圓心為原點(diǎn),以定子三相繞組為A、B、C三個方向為軸向,軸與軸之間夾角120°。α-β坐標(biāo)系,與A-B-C坐標(biāo)系在同一個平面,共享同一個原點(diǎn),α軸與A軸重合,β軸與α軸成90°角。d-q坐標(biāo)系,d軸與轉(zhuǎn)子永磁鐵磁極N極重合,并跟隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。q軸與d軸在逆時針方向上成90°角。

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2、基頻以下調(diào)速

磁場定向控制:磁場定向,即在d-q坐標(biāo)系下,電機(jī)參數(shù)中,如勵磁電流,影響力矩的部分是參數(shù)投影到q軸的分量。而投影到d軸上的部分,則不必考慮,即通常所說的id=0方法。此方法下,電機(jī)Z大輸出轉(zhuǎn)速的決定因素是控制器Z高供電電壓。磁場定向控制策略的局限在于,不能體現(xiàn)勵磁電流影響磁場的部分參數(shù)變化,因此不能進(jìn)行弱磁控制。

3、基頻以上調(diào)速

直接轉(zhuǎn)矩法,出發(fā)點(diǎn)是想要通過控制轉(zhuǎn)矩公式中的參數(shù)去直接對轉(zhuǎn)矩輸出值產(chǎn)生影響。選擇矩角作為控制對象。以內(nèi)置式轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)為例,說明具體方法。在電源電壓和定子磁場頻率恒定的情況下,電機(jī)實(shí)時輸出轉(zhuǎn)矩與矩角的正弦值成正比。

可以在離線狀態(tài)下,計算每個轉(zhuǎn)矩角對應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩值,形成一張矢量表,存放在上位機(jī)。在電機(jī)控制器運(yùn)行過程中,實(shí)時觀測轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩角,并提取表格中的原始值進(jìn)行比對。發(fā)現(xiàn)與表格的值有出入,則調(diào)整電源電壓值,進(jìn)行轉(zhuǎn)矩修正。直接轉(zhuǎn)矩法,魯棒性好,算法簡單,并且不需要坐標(biāo)變換,在早期是應(yīng)用較多的一種控制方法。但這種方法在低轉(zhuǎn)速情況下,控制精度急劇下降。因此可以選擇僅在基頻以下使用。

4、Z大力矩電流比控制策略

將電流在d-q坐標(biāo)系下解耦,再分別求取每個分量的轉(zhuǎn)矩電流Z大比,目的是獲得確定勵磁電流下的Z大轉(zhuǎn)矩。

用求取二階導(dǎo)數(shù)的方式確定極大值的存在性。在調(diào)速區(qū)間內(nèi),對轉(zhuǎn)矩電流比求導(dǎo),二階導(dǎo)數(shù)小于0,則轉(zhuǎn)矩電流比Z大值存在。


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