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同步永磁電機(jī)原理
控制方式
永磁同步電機(jī)恒壓頻比控制方法
永磁同步電機(jī)的恒壓頻比控制方法與交流感應(yīng)電機(jī)的恒壓頻比控制方法相似,控制電機(jī)輸入電壓的幅值和頻率同時(shí)變化,從而使電機(jī)磁通恒定,恒壓頻比控制方法可以適應(yīng)大范圍調(diào)速系統(tǒng)的要求。
在不反饋電流、電壓或位置等物理信號(hào)的前提下,仍能達(dá)到一定的控制精度,這是恒壓頻比控制方法的較大優(yōu)點(diǎn)。恒壓頻比控制方法控制算法簡(jiǎn)單、硬件成本低廉,在通用變頻器領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。恒壓頻比控制方法的缺點(diǎn)也顯而易見,由于在控制過程中沒有反饋速度、位置或任何其他的信號(hào),所以幾乎*不能獲得電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)信息,更無(wú)法精確控制轉(zhuǎn)速或電磁轉(zhuǎn)矩,系統(tǒng)性能一般,動(dòng)態(tài)響應(yīng)較差,尤其在給定目標(biāo)速度發(fā)生變化或者負(fù)載突變時(shí),容易產(chǎn)生失步和振蕩等問題。顯然,該種控制方法不能分別控制轉(zhuǎn)矩和勵(lì)磁電流,在控制過程中容易存在較大的勵(lì)磁電流,影響電機(jī)的效率。因此,此種控制方法常用于性能需求較低的通用變頻器中,如空調(diào)、流水線的傳送帶驅(qū)動(dòng)控制、水泵和風(fēng)機(jī)的節(jié)能運(yùn)行等。
永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)
直接轉(zhuǎn)矩控制(Direct Self-Control ,DSC)在定子靜止坐標(biāo)系上構(gòu)建磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩模型,通過施加不同的電壓矢量實(shí)現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈的控制。直接轉(zhuǎn)矩控制方法有著算法簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)矩響應(yīng)好等優(yōu)點(diǎn),因此,在要求高瞬態(tài)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)的場(chǎng)合,此種方法得到了廣泛應(yīng)用。
由于控制存在固有的缺點(diǎn)使得直接轉(zhuǎn)矩控制方法在速度較低時(shí)控制頻率低,轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大。因此減小低速時(shí)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)也成了直接轉(zhuǎn)矩控制方法中的研究熱點(diǎn),孫笑輝等通過優(yōu)化電壓矢量作用時(shí)間來(lái)減小低速時(shí)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),效果較好。D.casadei等人基于離散空間矢量調(diào)制技術(shù)將直接轉(zhuǎn)矩控制方法應(yīng)用于交流感應(yīng)電機(jī)的控制中,減小了轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。
永磁同步電機(jī)矢量控制技術(shù)
矢量控制技術(shù)誕生于上世紀(jì) 70 年代初,永磁同步電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)是參照直流電機(jī)的控制策略,利用坐標(biāo)變換將采集到的電機(jī)三相定子電流、磁鏈等矢量按照轉(zhuǎn)子磁鏈這一旋轉(zhuǎn)矢量的方向分解成兩個(gè)分量,一個(gè)沿著轉(zhuǎn)子磁鏈方向,稱為直軸勵(lì)磁電流;另一個(gè)正交于轉(zhuǎn)子磁鏈方向,稱為交軸轉(zhuǎn)矩電流。根據(jù)不同的控制目標(biāo)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)速度和轉(zhuǎn)矩的精確控制,使控制系統(tǒng)獲得良好的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。 [2]
根據(jù)不同的控制目標(biāo),永磁同步電機(jī)矢量控制算法可以分為以下幾種:id=0控制、最大轉(zhuǎn)矩/電流控制、弱磁控制等。這些性能指標(biāo)均可以通過對(duì)直軸勵(lì)磁電流和交軸轉(zhuǎn)矩電流的獨(dú)立控制來(lái)實(shí)現(xiàn)
同步永磁電機(jī)原理特點(diǎn)
1、改變了機(jī)械裝備的傳動(dòng)模式,將永磁電機(jī)與機(jī)械負(fù)載融為一體,簡(jiǎn)化機(jī)械裝備的傳動(dòng)鏈,減掉傳統(tǒng)低速機(jī)械運(yùn)行所需的龐大復(fù)雜的齒輪減速機(jī),可減少許多制造成本與人力成本。
2、提供機(jī)械裝備傳動(dòng)效率,永磁電機(jī)與異步電動(dòng)機(jī)相比,本身效率與功率因數(shù)等力能指標(biāo)有明顯的*性,再加上取消了機(jī)械裝備的中間環(huán)節(jié),大幅度的提供了傳動(dòng)鏈的效率。
3、采用變頻起動(dòng),系統(tǒng)帶載起動(dòng)能力強(qiáng),切降低了大的起動(dòng)點(diǎn)了給電網(wǎng)帶來(lái)的沖擊,同時(shí)也降低了傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械沖擊。
應(yīng)用范圍
應(yīng)用越發(fā)廣泛,包括艦艇及潛艇用永磁電機(jī)、坦克及裝甲車驅(qū)動(dòng)用永磁電機(jī)、船用推進(jìn)器永磁電機(jī)、航天用驅(qū)動(dòng)永磁電機(jī)。
可實(shí)現(xiàn)按需調(diào)節(jié),降低無(wú)效能耗。
電機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí),揚(yáng)程和流量都有較大余量問題,采用變頻調(diào)速,可以根據(jù)實(shí)際的揚(yáng)程和流量需求匹配電機(jī)的轉(zhuǎn)速和運(yùn)行數(shù)量,使機(jī)組實(shí)時(shí)高效運(yùn)行,降低無(wú)效能耗。
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