Методы управления синхронным двигателем с постоянными магнитами

АНОНС

• Краткое введение в полеориентированное управление (FOC)
• Краткое введение в управление прямым потоком (DFC)
• A Bплакал Iвведение скалярного управления (управление в вольтах на герц)

Краткое введение в управление , ориентированное на поле ( FOC )

Полеориентированное управление (FOC) — это метод управления двигателем, который включает в себя выравнивание вектора тока статора внутри вращающейся системы отсчета машины. Это особый тип векторного управления, который представляет токи, напряжения и магнитные потоки машины как пространственные векторы во вращающейся системе отсчета. В случае синхронной машины потоки статора и ротора синхронны, что делает идеальным выравнивание оси d вращающейся системы отсчета с потоком ротора. Чтобы добиться такого выравнивания, положение ротора необходимо определить либо путем измерения с помощью энкодера, либо путем оценки с использованием бездатчикового метода.

Управление, ориентированное на поле (FOC), является важным методом управления бесщеточными двигателями постоянного тока . Оно похоже на синусоидальную коммутацию, но вносит существенную математическую модификацию. Одним из важных аспектов FOC является то, что с увеличением частоты вращения двигателя поддержание желаемого тока становится более сложной задачей. Это связано с тем, что частота вращения влияет на контур управления током. При работе на низких скоростях вращения любая задержка в контуре управления током относительно незначительна, но с увеличением скорости вращения эта задержка приводит к возникновению нежелательного момента D, уменьшая доступный крутящий момент.

Краткое введение в метод прямого управления потоком ( DFC )​

Усовершенствованный метод управления, известный как прямое управление потоком (иногда называемый прямым управлением крутящим моментом или DTC), используется в электродвигателях, особенно в асинхронных двигателях. Благодаря этому цифровому подходу управления крутящий момент и скорость двигателя можно точно и эффективно контролировать. Основная идея прямого управления потоком заключается в непосредственном регулировании компонентов потока и крутящего момента двигателя без использования сложных алгоритмов преобразования или систем координат. Это обеспечивает более быструю и точную реакцию управления, что повышает производительность и эффективность двигателя.

В традиционных методах управления двигателем, таких как управление по полю (FOC), в рамках алгоритма управления требуется преобразование переменных двигателя из системы отсчета статора в систему отсчета ротора. Эта модификация усложняет и увеличивает время вычислений. Однако прямое управление потоком устраняет необходимость в преобразованиях координат за счет непосредственной регулировки компонентов потока и крутящего момента статора в стационарной системе отсчета. При этом он упрощает структуру управления и снижает сложность вычислений за счет комбинации компараторов гистерезиса и справочных таблиц.

Краткое введение в скалярное управление (управление напряжением в вольтах на герц )

Скалярное управление — широко распространенный и более простой метод управления синхронными двигателями с постоянными магнитами (PMSM). Оно включает в себя регулировку двигателя путем изменения подаваемого на него напряжения и частоты при поддержании постоянного соотношения вольт на герц. Этот метод управления относительно прост в реализации и подходит для применений со средними требованиями к производительности.

Скалярное управление изменяет напряжение двигателя прямо пропорционально частоте источника питания. Основная идея этого метода заключается в поддержании постоянного соотношения вольт на герц, чтобы обеспечить надежную работу двигателя в стабильном диапазоне. Основная идея состоит в том, чтобы поддерживать правильное соотношение вольт на герц путем увеличения напряжения, подаваемого на двигатель, соответственно, по мере увеличения частоты источника питания. Этот метод помогает регулировать магнитный поток и обеспечивать достаточный крутящий момент для достижения желаемой скорости.

Скалярное управление относительно несложно реализовать и не требует сложных алгоритмов управления. Он обычно используется в ситуациях, когда изменения скорости нечасты или когда колебания нагрузки минимальны. Примеры таких применений включают вентиляторы и насосы.

Это лишь некоторые из широко используемых методов управления синхронными двигателями с постоянными магнитами. Соответствующий метод управления зависит от конкретного применения, требований к производительности и желаемого уровня точности управления.