หลักการควบคุมเวกเตอร์เซอร์โวมอเตอร์ AC คืออะไร?
1. การควบคุมเวกเตอร์ของเซอร์โวมอเตอร์เหนี่ยวนำกระแสสลับ
การควบคุมเวคเตอร์เป็นส่วนสำคัญของการเหนี่ยวนำไฟฟ้ากระแสสลับ เซอร์โวมอเตอร์. แนวคิดของการยักย้ายเวกเตอร์ถูกเสนอครั้งแรกใน 1971 โดยนักวิชาการชาวเยอรมัน F. แบล็กเก้. ในระบบเซอร์โว, เซอร์โวมอเตอร์กระแสตรงสามารถมีฟังก์ชันไดนามิกและคงที่ที่ยอดเยี่ยมได้ เนื่องจากสามารถควบคุมได้โดยฟลักซ์แม่เหล็กของมอเตอร์ (พี่) และกระแสกระดอง (เอีย), ซึ่งเป็นตัวแปรอิสระ. นอกจากนี้, แรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้า (Tm = KT Φ Ia) และฟลักซ์แม่เหล็ก Φ เป็นสัดส่วนโดยตรงกับกระแสกระดอง Ia. ผลที่ตามมา, การควบคุมตรงไปตรงมา, และฟังก์ชันเป็นเส้นตรง.
เพื่อให้ได้คุณลักษณะที่คล้ายคลึงกันของมอเตอร์กระแสตรงในมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ, เราต้องจำลองมอเตอร์กระแสตรง, คำนวณสนามแม่เหล็กและกระแสกระดองที่สอดคล้องกันของมอเตอร์กระแสสลับ, และดำเนินการแยกกันและเป็นอิสระ. สิ่งนี้จำเป็นต้องแปลงตัวแปรที่ตัดกันทั้งสามตัว (เวกเตอร์) ให้เป็นปริมาณ DC ที่เท่ากัน (สเกลาร์), การสร้างโมเดลที่เทียบเท่ากับมอเตอร์ AC, และใช้งานตามวิธีการควบคุมของมอเตอร์กระแสตรง.
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับแบบอะซิงโครนัสสามเฟสหมุนในสนามแม่เหล็ก Φ ด้วยความเร็วเชิงมุม ω0. รูปที่ b แสดงขดลวดสองชุดโดยมีความแตกต่างเชิงพื้นที่เป็น 900, ที่, เมื่อแทนที่ด้วยกระแสไฟ AC โดยมีค่าความต่างของ 900 ระหว่างสองเฟสในเวลาใดก็ได้ α และ β, ส่งผลให้ความเร็วเชิงมุมเท่ากันของสนามแม่เหล็กหมุนของ ω0 Φ ดังในรูป ก. ขดลวดสองชุดในรูป a และ b จึงเทียบเท่ากัน.
รูปที่ c แสดงแบบจำลองที่มีขดลวดตรงสองเส้น d และ q. เมื่อเชื่อมต่อแยกกันด้วยกระแส DC id และ iq, พวกเขาสร้างสนามแม่เหล็กที่มีทิศทางคงที่ Φ. เมื่อขดลวดหมุนด้วยความเร็วเชิงมุม ω0, สนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นก็เป็นสนามแม่เหล็กที่กำลังหมุนเช่นกัน, ด้วยแอมพลิจูดและความเร็วเดียวกันกับในรูป ก.
การสลับจากสามเฟส A, บี, และระบบ C ถึงระบบสองเฟส α、ระบบเบต้า
การแปลงจากสามเฟส A, บี, และระบบ C ให้เป็น α สองเฟส、ระบบ β เกี่ยวข้องกับการแปลงมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสเป็นมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับสองเฟสที่เทียบเท่ากัน. ขดลวดสเตเตอร์ของมอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟสในรูปที่ a คือ 120 องศาห่างจากกันในอวกาศ. โดยการใช้กระแสไฟ AC ที่สมดุล iA, ไอบี, และ iC ที่มีความต่างเฟสเป็น 120 องศาในเวลา, เวกเตอร์สนามแม่เหล็กหมุนแบบซิงโครนัส Φ เกิดขึ้นบนสเตเตอร์ด้วยความเร็วเชิงมุมของ ω 0.
ผลกระทบของการพันขดลวดสามเฟสสามารถใช้งานได้อย่างเต็มที่โดยแทนที่ด้วยขดลวดตรงสองเส้น α และ β ในอวกาศ, และการใช้กระแสไฟ AC ที่สมดุล iα และ iβ โดยมีความต่างเฟสเป็น 90 องศาในเวลา. แอมพลิจูดและความเร็วเชิงมุมของสนามแม่เหล็กที่กำลังหมุน Φ และ ω 0 จะเหมือนกับขดลวดสามเฟส, และขดลวดสองชุดในรูป a และ b ถือว่าเท่ากัน.
โดยใช้สูตรการแปลงทางคณิตศาสตร์จากสามเฟสเป็นสองเฟส, สามารถคำนวณสนามแม่เหล็กกระแสสลับที่เทียบเท่าของขดลวดไฟฟ้ากระแสสลับสองเฟสได้. แล้ว, สนามแม่เหล็กหมุนเชิงพื้นที่ที่เกิดขึ้นจะเหมือนกับสนามแม่เหล็กหมุนที่เกิดขึ้นในสามเฟส A, บี, และขดลวด C. โดยการจัดแนวแกนของขดลวดเฟส A ในการพันขดลวดสามเฟสกับแกนพิกัด α, ค่ากระแสที่สอดคล้องกัน iα และ iβ สามารถหาได้จากความสัมพันธ์ตามสัดส่วนระหว่างศักย์แม่เหล็กและกระแส.
ปริมาณทางกายภาพอื่นๆ ที่ใช้ในการแปลง, ตราบใดที่เป็นปริมาณสมดุลสามเฟสและปริมาณสมดุลสองเฟส, สามารถแปลงได้ในลักษณะเดียวกัน. สิ่งนี้จะแปลงมอเตอร์สามเฟสให้เป็นมอเตอร์สองเฟสได้อย่างมีประสิทธิภาพ.
การแปลงการหมุนของเวกเตอร์
หลังจากแปลงมอเตอร์สามเฟสเป็นมอเตอร์สองเฟสแล้ว, สิ่งสำคัญคือต้องเปลี่ยนมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับสองเฟสด้วยมอเตอร์กระแสตรงที่เทียบเท่ากัน. ขดลวดกระตุ้นแสดงด้วย d และกระแสกระตุ้นคือ id. ขดลวดกระดองแสดงด้วย q และกระแสกระดองคือ iq. สิ่งนี้จะสร้างสนามแม่เหล็กที่ผันผวนคงที่ Φ ซึ่งหมุนด้วยความเร็วเชิงมุม ω0 บนสเตเตอร์. การแปลงจากมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับสองเฟสไปเป็นมอเตอร์กระแสตรงนั้นเป็นการเปลี่ยนแปลงจากเวกเตอร์เป็นสเกลาร์, และจากระบบพิกัดคาร์ทีเซียนแบบคงที่ไปจนถึงระบบพิกัดคาร์ทีเซียนแบบหมุน.
นี่คือที่ที่iαและiβถูกแปลงเป็น id และ iq, ในขณะเดียวกันก็ทำให้มั่นใจได้ว่าองค์ประกอบของสนามแม่เหล็กยังคงไม่เปลี่ยนแปลง. เวกเตอร์องค์ประกอบของ iα และ iβ แสดงด้วย i1, ซึ่งสามารถหาได้โดยการฉาย Φ ไปในทิศทางและตั้งฉากกับ iα และ iβ. Id และ iq หมุนในอวกาศด้วยความเร็วเชิงมุม ω0. สูตรการแปลงมีดังนี้:
มีความจำเป็นต้องเปลี่ยนระบบพิกัดคาร์ทีเซียนและระบบพิกัดเชิงขั้วในการควบคุมเวกเตอร์. i1 คำนวณจาก id และ iq โดยใช้สูตร.
การใช้การแปลงเวคเตอร์ในมอเตอร์เหนี่ยวนำให้คุณลักษณะการควบคุมเช่นเดียวกับมอเตอร์กระแสตรง, ในขณะที่ยังคงรักษาโครงสร้างที่เรียบง่ายและเชื่อถือได้. ความจุของมอเตอร์ไม่จำกัด และความเฉื่อยเชิงกลต่ำกว่าเมื่อเทียบกับมอเตอร์กระแสตรงที่เทียบเท่า.
2. การควบคุมเวคเตอร์ของมอเตอร์ซิงโครนัสแบบเอซี
หลักการพื้นฐาน
มอเตอร์ซิงโครนัส AC ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เนื่องจากมีประสิทธิภาพสูงและประสิทธิภาพที่เหนือกว่า. การควบคุมเวคเตอร์เป็นวิธีที่นิยมใช้ในการควบคุมความเร็วและแรงบิดของมอเตอร์ซิงโครนัสแบบไฟฟ้ากระแสสลับ. ในมอเตอร์กระแสตรง, แรงบิดเป็นสัดส่วนโดยตรงกับกระแสกระดอง, ขณะอยู่ในมอเตอร์ซิงโครนัส AC, แรงบิดถูกกำหนดโดยปฏิสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กโรเตอร์และสนามแม่เหล็กสเตเตอร์.
โรเตอร์ของมอเตอร์ซิงโครนัส AC ประกอบด้วยแม่เหล็กถาวร, ซึ่งสร้างสนามแม่เหล็กที่ทำปฏิกิริยากับสนามแม่เหล็กสเตเตอร์ที่เกิดจากขดลวดสามเฟส. การวางแนวสัมพัทธ์ของขั้วแม่เหล็กของโรเตอร์และขดลวดสเตเตอร์จะถูกตรวจจับโดยตัวเข้ารหัส, ซึ่งให้ผลป้อนกลับที่จำเป็นสำหรับการควบคุมเวกเตอร์. โดยควบคุมกระแสที่ไหลผ่านขดลวดสามเฟส, สามารถควบคุมแรงบิดและความเร็วของมอเตอร์ได้.
การควบคุมเวคเตอร์ช่วยให้แน่ใจว่ากระแสที่ไหลผ่านขดลวดมอเตอร์ตั้งฉากกับสนามแม่เหล็กที่สร้างโดยโรเตอร์เสมอ, ส่งผลให้มีแรงบิดสูงสุด. โดยสร้างการเชื่อมต่อระหว่างสนามแม่เหล็กแม่เหล็กถาวร, แรงเคลื่อนไฟฟ้าแม่เหล็กกระดอง, และแรงบิด, การควบคุมเวกเตอร์ช่วยให้สามารถควบคุมความเร็วและแรงบิดของมอเตอร์ได้อย่างแม่นยำ.
บริษัท กรีนสกี้ พาวเวอร์, จำกัด. เป็นผู้ผลิตมืออาชีพในการวิจัย, การพัฒนา, การผลิต, มอเตอร์ OEM, ขายเอซี เซอร์โวมอเตอร์.
หากคุณกำลังค้นหาเซอร์โวมอเตอร์ AC สำหรับโครงการของคุณ, โปรดติดต่อทีมขายของเรา.
