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      永磁同步電機的控制方法

      更新日期:2018-01-17
      摘要:前面我們有介紹過(guò)永磁同步電機的設計,可知其設計優(yōu)化方法有三種,想必大家已經(jīng)有所掌握。那么永磁同步電機的控制方法有哪些呢?接下來(lái)請看下面的詳細介紹吧!
      永磁同步電機
       
       
      前面我們有介紹過(guò)永磁同步電機的設計,可知其設計優(yōu)化方法有三種,想必大家已經(jīng)有所掌握。那么永磁同步電機的控制方法有哪些呢?接下來(lái)請看下面的詳細介紹吧!
       
      隨著(zhù)永磁同步電機的不斷發(fā)展,其控制技能也備受關(guān)注。目前永磁同步電機典型的控制技能與異步電機相似,主要有恒壓頻比控制、矢量控制以及直接轉矩控制等。
       
      1、恒壓頻比控制
       
      恒壓頻比控制(又稱(chēng)恒磁通控制辦法,是通過(guò)在改動(dòng)供電電源頻率完成對電機轉速進(jìn)行控制的同時(shí),保持電機的磁鏈軌道按要求進(jìn)行改變,即在電機轉速發(fā)生改變(供電電壓頻率改變)時(shí)按必定規則對電機供電電壓進(jìn)行相應的調整。在基頻以下,為了保持氣隙磁通不變,定子端電壓和定子供電頻率始終保持和諧控制,二者之比為常數,稱(chēng)為恒壓頻比控制。在低頻時(shí)應通過(guò)提升電機供電電壓來(lái)補償定子壓降。在基頻以上,當頻率升高時(shí),需保持電機供電電壓處于額外電壓數值,使磁通與頻率成反比的降低,以此來(lái)完成弱磁的控制。
       
      該控制辦法結構簡(jiǎn)單、實(shí)現成本低廉。但是該控制辦法無(wú)法完成轉矩的瞬時(shí)控制以保證電機的動(dòng)態(tài)呼應,而且低頻時(shí),電機轉矩輸出往往不足。因此選用這種控制方法的電機一般使用于對動(dòng)態(tài)功能要求不高的場(chǎng)合,比如紡織工業(yè)、空氣壓縮機、大功率離心式風(fēng)機、水泵、水泥輪轉窯等。
       
      2、矢量控制
       
      矢量控制依照定位磁場(chǎng)的不同,可將矢量控制分為基于轉子磁場(chǎng)的矢量控制,基于氣隙磁場(chǎng)的矢量控制以及基于定子磁場(chǎng)的矢量控制。其中,由于后兩種定位方式無(wú)法徹底解耦電機交直軸電流,因此目前基于轉子磁場(chǎng)的矢量控制使用最廣。
       
      矢量控制在理論上解決了電機控制中非線(xiàn)性、強偶然的問(wèn)題,完成了交流電機高功能的控制,使得交流伺服驅動(dòng)逐步替代了直流伺服驅動(dòng)、發(fā)動(dòng)機驅動(dòng),成為了主流驅動(dòng)系統?,F在國際上針對矢量控制的研討已經(jīng)非常成熟,所開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品已被廣泛使用于各工業(yè)范疇。
       
      3、直接轉矩控制
       
      直接轉矩控制是一種變頻器控制三相馬達轉矩的辦法。其作法是依量測到的馬達電壓及電流,去核算馬達磁通和轉矩的估測值,而在控制轉矩后,也能夠控制馬達的速度,直接轉矩控制是歐洲ABB公司的專(zhuān)利。
       
      在直接轉矩控制中,定子磁通用定子電壓積分而得。而轉矩是以估測的定子磁通向量和量測到的電流向量?jì)确e為估測值。磁通和轉矩會(huì )和參考值比較,若磁通或轉矩和參考值的誤差超過(guò)允許值,變頻器中的功率晶體會(huì )切換,使得磁通或轉矩的誤差能夠趕快縮小。因而直接轉矩控制也能夠視為一種磁滯或繼電器式控制。
       
      永磁同步電機控制系統中的控制器一般選用PID控制,PID控制具有結構簡(jiǎn)單、易于調理、相當可靠等特色,而且該控制算法不依賴(lài)于被控對象的數學(xué)模型。但是永磁同步電機是強耦合的非線(xiàn)性系統,如果僅僅依靠簡(jiǎn)單的PID控制,電機很難完成高功能運轉。為此,國內外許多專(zhuān)家學(xué)者為了提升電機的靜、動(dòng)態(tài)特性,保證其高效安穩的運轉,將滑膜控制、自適應控制、含糊控制乃至神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )控制等控制算法與傳統矢量控制、直接轉矩控制相結合使用到電機控制中,以獲得電機杰出的運轉目標。
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