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中小型三相异步电动机的速度控制方法

2020-05-26 14:52:58 作者肇庆市智高电机有限公司
中小型三相异步电动机

  1.矢量控制技术

  在中小型三相异步电动机中,定子电流不仅建立了旋转磁场,还建立了电动机的电磁转矩。如果定子电流的总效应相当于两个虚拟的垂直DC分量,一个控制转子磁链,另一个控制电磁转矩,那么中小型三相异步电动机的控制就像DC电动机一样简单。矢量的控制就是基于这个想法。根据矢量变换理论,将定子电流矢量在同步旋转坐标系中按照转子磁场方向定向分解为两个垂直的励磁电流分量和转矩电流分量,从而实现定子电流励磁分量和转矩分量的解耦。通过控制转子磁链的幅值保持恒定,实现了转矩的线性化,并获得了与单独激励的DC电机相同的线性机械特性。经过矢量变换控制后,中小型三相异步电动机具有与单独励磁的DC电动机相同的控制特性。采用矢量控制技术的交流传动系统的动静态性能达到了DC 双闭环传动系统的水平。实现矢量控制的关键是解决沿转子磁场方向的定向问题,即MT同步旋转坐标的M轴应沿转子磁场方向定向。直接磁场定向控制需要电机转子磁链,知识,通常采用磁链反馈控制。磁通观测器可以直接检测或获得电机的转子磁链。磁场定向是异步电机实现矢量控制的基础。在上述磁场定向系统中,无论采用哪种方法,都涉及到电机参数。如果参数值与实际值不一致或运行中发生变化,将直接影响磁场定向的准确性。磁场方向不正确会使矢量控制失去原有方法的优势,导致系统不稳定和动态性能下降。

  2.直接转矩控制

  直接转矩控制系统是继矢量控制系统之后的又一高动态交流传动控制系统。其特点是定子磁链的幅值基本保持不变,转矩反馈控制在静态两相坐标系中实现。核心问题是转矩和定子磁链反馈模型,以及如何根据转矩和磁链控制信号选择电压空间矢量控制器的开关状态。直接转矩控制磁场定向采用定子磁链,只有知道定子电阻才能观测到,因此直接转矩控制大大降低了矢量控制技术中控制性能易受参数变化影响的问题。此外,直接转矩控制直接分析交流电机在定子坐标系中的数学模型,控制电机的磁链和转矩,不需要为了解决灾难而简化交流电机的数学模型,即省略了矢量旋转变化等复杂的变换和计算。然而,其缺点是:输出转矩脉动大,低速性能差,限制了系统的调速范围。

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