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          淺析交流伺服電機矢量控制技術

          日期:2021-06-17 分類:公司新聞 瀏覽:663 來源:東莞中升機電有限公司


          從AC Motor的電流采樣得到三相交流數值,通過Clark變換成二相坐標(αβ),再利用Park變換把靜止的αβ坐標換成旋轉的dq坐標,形成反饋值,與dq的指令值進行演算。
           
            通過PI控制器的演算結果,我們可以得到dq兩相的電壓指令值,把旋轉坐標的dq指令值通過逆Park變換,得到靜止坐標的αβ,再通過逆Clark變換得到三相的電壓驅動指令,控制SVPWM的輸出。
            另外,d軸對應勵磁所產生的轉矩,q軸對應永久磁石所產生的轉矩。在SPM電機的控制時我們可以讓d軸的指令值為0。但在IPM電機控制時,d軸和q軸都要利用,所以在速度環需要有兩個指令的輸出。
            下面以正向Clark變換和Park變換,來計算如何進行坐標變換的:
            Clark變換
            我們設定U和α軸一致,并假設k為三相與二相的矢量振幅比系數。通過上面圖示我們可以得到:
            α=k{U-1/2V-1/2W}
            β=k{sqrt(3)/2V-sqrt(3)/2W}
            由于三相平衡,我們可以有:
            U+V+W=0
            α=U
            帶入上式可以得到:k=2/3
            所以β=1/sqrt(3)*(V-W)=1/sqrt(3)*(U+2V)
            Park變換
            我們假設αβ軸與dq軸之間有著θ的角度,把αβ分解到dq軸上,再利用三角公式可以得到:
            d=αcosθ+βsinθ
            q=-αsinθ+βcosθ
            旋轉坐標與靜止坐標的逆變換同上述一樣,這里就省略了。
            上面我們聊了坐標變換與矢量控制結構,矢量控制的目的是控制伺服的同時,使電流與電壓的位相一致進而提高電力效率和電機轉矩的效率。下面我們再來了解下包括矢量控制在內的伺服控制結構。
            上述結構可以簡化為以下:位置控制環,速度控制環,矢量(電流)控制環。
            淺析了交流電機的矢量控制,實際利用變頻器的交流電機控制中,由于外亂,溫度,高頻等等因素的影響,使得電機控制算法越來越復雜,精度越來越高,但我們只要掌握了上述最基本的方法,有助于理解其他發展算法。


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