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变频器的矢量控制

发布时间:2012/6/7 19:52:13 访问次数:2540

   对于直流电动机,如果励磁EPM240T100C5N电源Uf和电枢电源U的正负极确定后,主极磁场(励磁磁场)的磁场方向和电动机电磁力矩的方向也就确定了,励磁电流厶的流向和厶形成的磁场方向如图4-17所示,由于换向器和电刷的作用,主极礅场下的电枢绕组电流f。的方向保持不变,电枢电流f。方向在N极下(上半部)向里流,用o表示,电枢电流f。方向在S极下(下半部)向外流,用o表示,电枢电流方向和主极磁场①的方向垂直,电枢线圈的导体所受电磁力F的方向可以用左手定则确定,掌心向着N极(磁力线从N到S),四指指向电流方向,拇指即为电磁力(导体受力)的方向,这样转矩T的方向也就确定了。

                                   

    由于励磁电流ff和电枢电流i。可以分别控制,所以直流电动机的转矩控制比较简单,固定励磁电流西控制电枢电流f。可以控制电动机转矩,固定电枢电流i。控制励磁电流ff也可以控制电动机转矩。
    在交流电动机中,由于定子电流中既包含有励磁电流又混合有电枢电流,所以要想使交流电动机的力矩控制能像直流电动机的力矩控制一样就需要进行一定的变换。
    以2极交流电动机为例,定子三相绕组位置固定,空间位置相差120。,通入相差120。的三相交流电,三相交流电的旋转角速度为∞,这样就产生了角速度为∞的-个NS极的旋转磁场(磁动势),分析过程请参考本系列教程《常用器件及控制线路学与用》的交流电动机章节。两相空间位置固定的定子绕组,空间位置相差90。,通入相差90。的两相交流电,交流电的旋转角速度为∞,同样也可以产生角速度为c的-个NS极的旋转磁场(磁动势),只要电压幅值选择合适此旋转磁场与三相交流电动机的旋转磁场完全相同,分析过程请参考本系列教程《常用器件及控制线路学与用》的分相式单相交流电动机章节,直流电动机的励磁绕组和电枢绕组空间位置相差90.参见直流电动机的原理,该直流电动机的磁场(磁动势)方向固定,但是如果让该直流电动机的坐标轴也以与交流电动机相同的角速度础定转,并保持该旋转的直流电动机磁动势的幅值与上述两相交流电动机的磁动势幅值相等,则旋转坐标下的直流电动机的旋转磁动势与两相交流电动机的磁动势完全相同,三相交流电动机、两相交流电动机和旋转起来的直流电动机之间的旋转磁场是完全等效的。根据直流电动机的原理,控制该直流电动机励磁绕组的励磁电流就可以控制磁场的强度,并保持该磁场强度不变,控制电枢绕组的电枢电流就可以控制该直流电动机的转矩,通过坐变换反推回去,就可以得出实现同样力矩控制效果的三相交流电动机的电流和电压值,这就是矢量控制的基本思想。为了控制的简单性,保证转子励磁的磁通恒定,也就是保持E2/f恒定,E2为转子的感应电动势。

   对于直流电动机,如果励磁EPM240T100C5N电源Uf和电枢电源U的正负极确定后,主极磁场(励磁磁场)的磁场方向和电动机电磁力矩的方向也就确定了,励磁电流厶的流向和厶形成的磁场方向如图4-17所示,由于换向器和电刷的作用,主极礅场下的电枢绕组电流f。的方向保持不变,电枢电流f。方向在N极下(上半部)向里流,用o表示,电枢电流f。方向在S极下(下半部)向外流,用o表示,电枢电流方向和主极磁场①的方向垂直,电枢线圈的导体所受电磁力F的方向可以用左手定则确定,掌心向着N极(磁力线从N到S),四指指向电流方向,拇指即为电磁力(导体受力)的方向,这样转矩T的方向也就确定了。

                                   

    由于励磁电流ff和电枢电流i。可以分别控制,所以直流电动机的转矩控制比较简单,固定励磁电流西控制电枢电流f。可以控制电动机转矩,固定电枢电流i。控制励磁电流ff也可以控制电动机转矩。
    在交流电动机中,由于定子电流中既包含有励磁电流又混合有电枢电流,所以要想使交流电动机的力矩控制能像直流电动机的力矩控制一样就需要进行一定的变换。
    以2极交流电动机为例,定子三相绕组位置固定,空间位置相差120。,通入相差120。的三相交流电,三相交流电的旋转角速度为∞,这样就产生了角速度为∞的-个NS极的旋转磁场(磁动势),分析过程请参考本系列教程《常用器件及控制线路学与用》的交流电动机章节。两相空间位置固定的定子绕组,空间位置相差90。,通入相差90。的两相交流电,交流电的旋转角速度为∞,同样也可以产生角速度为c的-个NS极的旋转磁场(磁动势),只要电压幅值选择合适此旋转磁场与三相交流电动机的旋转磁场完全相同,分析过程请参考本系列教程《常用器件及控制线路学与用》的分相式单相交流电动机章节,直流电动机的励磁绕组和电枢绕组空间位置相差90.参见直流电动机的原理,该直流电动机的磁场(磁动势)方向固定,但是如果让该直流电动机的坐标轴也以与交流电动机相同的角速度础定转,并保持该旋转的直流电动机磁动势的幅值与上述两相交流电动机的磁动势幅值相等,则旋转坐标下的直流电动机的旋转磁动势与两相交流电动机的磁动势完全相同,三相交流电动机、两相交流电动机和旋转起来的直流电动机之间的旋转磁场是完全等效的。根据直流电动机的原理,控制该直流电动机励磁绕组的励磁电流就可以控制磁场的强度,并保持该磁场强度不变,控制电枢绕组的电枢电流就可以控制该直流电动机的转矩,通过坐变换反推回去,就可以得出实现同样力矩控制效果的三相交流电动机的电流和电压值,这就是矢量控制的基本思想。为了控制的简单性,保证转子励磁的磁通恒定,也就是保持E2/f恒定,E2为转子的感应电动势。

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