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類型分類：: 科普知識

數(shù)據(jù)分類：: 伺服電機

交流感應(yīng)伺服電機的矢量控制

發(fā)布日期：2022-10-09 點擊率：146

矢量控制理論最先是在1971年由德國學(xué)者F.Blachke提出的。在伺服系統(tǒng)中，直流伺服電機能獲得優(yōu)良的動態(tài)與靜態(tài)性能，其根本原因是被控制只有電機磁通Ф和電樞電流I_a，且這兩個量是獨立的。此外，電磁轉(zhuǎn)矩（T_m=K_T Ф I_a）與磁通Ф和電樞電流I_a分別成正比關(guān)系。因此，控制簡單，性能為線性。如果能夠模擬直流電機，求出交流電機與之對應(yīng)的磁場與電樞電流，分別而獨立地加以控制，就會使交流電機具有與直流電機近似的優(yōu)良特性。為此，必須將三相交變量（矢量）轉(zhuǎn)換為與之等效的直流量（標量），建立起交流電機的等效模型，然后按直流電機的控制方法對其進行控制。
下圖所示三相異步交流電機在空間上產(chǎn)生一個角速度為ω₀的旋轉(zhuǎn)磁場Φ。如果用圖b中的兩套空間相差90⁰的繞組α和β來代替，并通以兩相在時間上相差90⁰的交流電流，使其也產(chǎn)生角速度為ω₀的旋轉(zhuǎn)磁場Φ,則可以認為圖a和圖b中的兩套繞組是等效的。若給圖c所示模型上兩個互相垂直繞組d 和 q，分別通以直流電流i_d 和i_q ，則將產(chǎn)生位置固定的磁場Φ,如果再使繞組以角速度ω₀旋轉(zhuǎn)，則所建立的磁場也是旋轉(zhuǎn)磁場，其幅值和轉(zhuǎn)速也與圖a一樣。

按照磁勢與電流成正比關(guān)系，可求得對應(yīng)的電流值i_α 和 i_β 。

三相交流磁勢的變換

    除磁勢的變換外，變換中用到的其它物理量，只要是三相平衡量與二相平衡量，則轉(zhuǎn)換方式相同。這樣就將三相電機轉(zhuǎn)換為二相電機。
    矢量旋轉(zhuǎn)變換
    將三相電機轉(zhuǎn)化為二相電機后，還需將二相交流電機變換為等效的直流電機。若設(shè)d為激磁繞組，通以激磁電i_d，q為電樞繞組，通以電樞電流i_q ，則產(chǎn)生固定幅度的磁場Φ，在定子上以角速度ω₀旋轉(zhuǎn)。這樣就可看成是直流電機了。將二相交流電機轉(zhuǎn)化為直流電機的變換，實質(zhì)就是矢量向標量的轉(zhuǎn)換，是靜止的直角坐標系向旋轉(zhuǎn)的直角坐標系之間的轉(zhuǎn)換。這里，就是把i_α 和 i_β 轉(zhuǎn)化為 i_d 和 i_q ，轉(zhuǎn)化條件是保證合成磁場不變。i_α 和 i_β的合成矢量是 i₁，將其在Φ方向及垂直方向投影，即可求得i_d 和 i_q 。 i_d 和 i_q 在空間以角速度ω₀旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)換公式為

采用矢量變換的感應(yīng)電機具有和直流電機一樣的控制特點，而且結(jié)構(gòu)簡單、可靠，電機容量不受限制，與同等直流電機相比機械慣量小。
采用矢量變換的感應(yīng)電機具有和直流電機一樣的控制特點，而且結(jié)構(gòu)簡單、可靠，電機容量不受限制，與同等直流電機相比機械慣量小。

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