vc算法,若转子磁链小怎么控制?,若转速偏高,又如何控制?

如题所述

  关于矢量控制,通俗理解是:
  1. 先把电机想像成2块飞速旋转磁铁,定子磁铁和转子磁铁。进一步可以引申为定子磁场和转子磁场。
  2. 电机的电磁转矩与定子磁场强度、转子磁场强度、2块磁铁之间的夹角的正弦成正比。关于这一点不难理解,两块磁铁对齐的时候(0度,sin0=0;),不存在电磁转矩;两块磁铁相差90度的时候(sin90=1;),电磁转矩达到顶峰; 3. 接下来控制的目标就是:
  1)稳定其中的一个旋转磁场的强度(恒定磁场); 2) 控制磁铁之间角度为90度(磁场定向FOC);
  3) 控制另一个磁场(受控磁场)的强度以达到控制电磁转矩大小(力矩控制)。 4. 关于坐标变换的物理意义(以同步电机为例):
  1)在电机不失步的情况下,可以认为两个磁极之间相对静止,最多在夹角0——90度之间移动。 2)既然交流电产生的是一个旋转磁场,那么自然可以把它想像成一个直流电产生的恒磁场,只不过这个恒磁场处于旋转当中。
  3)如果恒磁场对应的直流电流产生的磁场强度,与对应交流电产生的磁场强度相等,就可以认为两者等同。
  4)坐标变换基于以上认知,首先认为观察者站在恒定定磁场上并随之运转,观察被控磁场的直流电线圈电流及两个磁场之间的夹角。
  5)实际的坐标变化计算出的结果有两个,直轴电流Id和交轴电流Iq。通过Id和Iq可以算出两者的矢量和(总电流),及两个磁场之间的夹角。
  6)直轴电流Id是不出力的,交轴电流Iq是产生电磁转矩关键因素。 5. 对于交流同步隐极电动机:
  1) 其转子磁场是恒定的。
  2) 转子的当前磁极位置用旋转编码器实时检测。
  3) 定子磁极(旋转磁场)的位置从A相轴线为起点,由变频器所发的正弦波来决定。
  4) 实际上先有定子磁场的旋转,然后才有转子磁场试图与之对齐而产生的跟随。
  5) 计算出转子磁场与A相轴线之间的偏差角度。
  6) 通过霍尔元件检测三相定子电流,以转子磁场与A相轴线之间的偏差角度作为算子(相当于观察者与转子磁场同步旋转),通过坐标变换分解出定子旋转磁场中与转子磁极对齐的分量(直轴电流Id),产生转矩的分量(交轴电流Iq)。
  7) 定子电流所产生旋转磁场与观察者基本同步,最多在夹角0——90度之间移动。移动量是多少,会体现在直轴电流Id、交轴电流Iq的数值对比上。
  8) 驱动器通过前面的速度环的输出产生电流环的给定,通过第6)条引入电流环的反馈Iq,通过PI控制产生Iq输出。
  9) 设定Id=0。这一点不难理解,使两个磁极对齐的电流我们是不需要的。通过这一点,我们实现了磁场定向FOC(控制磁铁之间角度为90度)。
  10) 计算出了Iq, Id=0。引入偏差角度算子通过坐标反变换变换产生了三相电流的输出。 11) 当Iq>0, 定子旋转磁场对转子磁场的超前90度,电磁转矩依靠两个磁场之间异性相吸的原理来产生,这时候电磁转矩起到加速的作用。
  12) 当Iq<0, 定子旋转磁场对转子磁场的仍然超前90度,但是定子磁场的N、S极调换了一下,电磁转矩依靠两个磁场之间同性相排斥的原理来产生,这时候电磁转矩起到减速制动的作用。
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