Принцип векторного управления серводвигателем переменного тока?
1. Векторное управление асинхронными серводвигателями переменного тока
Борьба с переносчиками является важным аспектом индукции переменного тока. серводвигатели. Концепция векторной манипуляции была впервые предложена в 1971 немецкий ученый Ф.. Blachke. В сервосистеме, Серводвигатели постоянного тока могут выполнять исключительные динамические и статические функции, поскольку ими можно управлять с помощью магнитного потока двигателя. (Фи) и ток якоря (Я), которые являются независимыми переменными. Кроме того, электромагнитный момент (Тм = КТ Ф Iа) и магнитный поток Φ прямо пропорциональны току якоря Ia. Как результат, управление простое, и функция линейна.
Для достижения аналогичных характеристик двигателя постоянного тока в двигателе переменного тока, нужно смоделировать двигатель постоянного тока, рассчитать соответствующее магнитное поле и ток якоря двигателя переменного тока, и управлять им отдельно и независимо. Это требует преобразования трех пересекающихся переменных (векторы) в эквивалентные величины постоянного тока (скаляры), создание эквивалентной модели двигателя переменного тока, и эксплуатация его в соответствии с методом управления двигателем постоянного тока.
Трехфазный асинхронный двигатель переменного тока вращается в магнитном поле Φ с угловой скоростью ω0. На рис. б показаны два набора обмоток с пространственной разницей 900, который, при замене на переменный ток с разницей 900 между двумя фазами в любой момент времени α и β, приводит к той же угловой скорости вращающегося магнитного поля ω0 Φ, что и на рисунке а.. Таким образом, два набора обмоток на рисунках а и б эквивалентны..
На рис. в показана модель с двумя взаимно прямыми обмотками d и q.. При раздельном соединении с постоянными токами id и iq, они устанавливают магнитное поле фиксированной ориентации Φ. При вращении обмотки с угловой скоростью ω0, установившееся магнитное поле также является вращающимся магнитным полем, с той же амплитудой и скоростью, что и на рисунке а..
Переключение с трехфазного А, Б, и C к двухфазным системам α、β-система
Преобразование из трехфазного А, Б, и C к двухфазной α、Система β включает преобразование трехфазного двигателя переменного тока в эквивалентный двухфазный двигатель переменного тока.. Обмотки статора трехфазного асинхронного двигателя на рис. 120 градусов друг от друга в пространстве. Применяя сбалансированные переменные токи iA, iB, и iC с разностью фаз 120 градусов во времени, синхронный вращающийся вектор магнитного поля Φ возникает на статоре с угловой скоростью ω 0.
Эффект трехфазной обмотки можно полностью использовать, заменив ее двумя взаимно прямыми обмотками α и β в пространстве., и применение сбалансированных переменных токов iα и iβ с разностью фаз 90 градусов во времени. Амплитуда и угловая скорость вращающегося магнитного поля Φ и ω 0 те же, что и в трехфазной обмотке, и два набора обмоток на рисунках а и б считаются эквивалентными..
Используя формулу математического преобразования из трехфазного в двухфазный, эквивалентное магнитное поле переменного тока двухфазной обмотки переменного тока может быть рассчитано. Затем, пространственное вращающееся магнитное поле, которое возникает, такое же, как вращающееся магнитное поле, которое возникает в трехфазном A, Б, и С обмотки. Путем совмещения оси обмотки фазы А в трехфазной обмотке с осями координат α, соответствующее значение тока iα и iβ может быть получено на основе пропорционального соотношения между магнитным потенциалом и током.
Другие физические величины, используемые при преобразовании, пока они являются трехфазными балансовыми величинами и двухфазными балансовыми величинами, может быть преобразован таким же образом. Это эффективно преобразует трехфазный двигатель в двухфазный..
Преобразование вращения вектора
После преобразования трехфазного двигателя в двухфазный двигатель, важно заменить двухфазный двигатель переменного тока эквивалентным двигателем постоянного тока. Обмотка возбуждения обозначается d, а ток возбуждения — id.. Обмотка якоря обозначается q, а ток якоря - iq.. Это создает фиксированное флуктуирующее магнитное поле Φ, которое вращается с угловой скоростью ω0 на статоре.. Преобразование двухфазного двигателя переменного тока в двигатель постоянного тока по сути является преобразованием из векторного в скалярное., и от стационарной декартовой системы координат к вращающейся декартовой системе координат.
Здесь iα и iβ преобразуются в id и iq, при обеспечении неизменности состава магнитного поля. Вектор состава iα и iβ представлен i1, которое можно получить, спроецировав Φ в направлении и перпендикулярно к iα и iβ. Id и iq вращаются в пространстве с угловой скоростью ω0. Формула преобразования выглядит следующим образом:
Необходимо изменить декартову систему координат и полярную систему координат в векторном управлении.. i1 вычисляется из id и iq по формуле.
Использование векторного преобразования в асинхронном двигателе обеспечивает те же характеристики управления, что и двигатель постоянного тока., сохраняя при этом простую и надежную конструкцию. Мощность двигателя не ограничена, а механическая инерция ниже по сравнению с эквивалентным двигателем постоянного тока..
2. Векторное управление синхронными двигателями переменного тока
Основные принципы
Синхронные двигатели переменного тока широко используются в различных отраслях промышленности благодаря их высокому КПД и превосходным эксплуатационным характеристикам.. Векторное управление — популярный метод, используемый для регулирования скорости и крутящего момента синхронных двигателей переменного тока.. В двигателе постоянного тока, момент прямо пропорционален току якоря, в то время как в синхронном двигателе переменного тока, крутящий момент определяется взаимодействием между магнитным полем ротора и магнитным полем статора.
Ротор синхронного двигателя переменного тока состоит из постоянных магнитов., который генерирует магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем статора, создаваемым трехфазными обмотками. Взаимная ориентация магнитных полюсов ротора и обмоток статора определяется энкодером., который обеспечивает необходимую обратную связь для векторного контроля. Регулируя ток, протекающий по трехфазным обмоткам, можно регулировать крутящий момент и скорость двигателя.
Векторное управление гарантирует, что ток, протекающий через обмотки двигателя, всегда перпендикулярен магнитному полю, создаваемому ротором., что приводит к максимальному крутящему моменту. Путем установления связи между магнитным полем постоянного магнита, магнитная электродвижущая сила якоря, и крутящий момент, векторное управление обеспечивает точное управление скоростью и крутящим моментом двигателя.
Грински Пауэр Ко., ООО. является профессиональным производителем, занимающимся исследованиями, разработка, производство, ОЕМ моторы, продажа переменного тока серводвигатель.
Если вы ищете серводвигатель переменного тока для своего проекта, пожалуйста, свяжитесь с нашим отделом продаж.
