交流伺服電機的矢量控制

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯交流伺服電機的矢量控制 1.溝通感應(yīng)伺服電機的矢量掌握 矢量掌握理論最先是在1971年由德國學者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，其根本緣由是被掌握只有電機磁通和電樞電流Ia，且這兩個量是獨立的。此外，電磁轉(zhuǎn)矩（Tm=KT Ia）與磁通和電樞電流Ia分別成正比關(guān)系。因此，掌握簡潔，性能為線性。假如能夠模擬直流電機，求出溝通電機與之對應(yīng)的磁場與電樞電流，分別而獨立地加以掌握，就會使溝通電機具有與直流電機近似的優(yōu)良特性。為此，必需將三相交變量（矢量）轉(zhuǎn)換為與之等效的直流量（標量），建立起溝通電機的等效模型，然后按直流

2、電機的掌握方法對其進行掌握。 下圖所示三相異步溝通電機在空間上產(chǎn)生一個角速度為0的旋轉(zhuǎn)磁場。假如用圖b中的兩套空間相差900的繞組和來代替，并通以兩相在時間上相差900的溝通電流，使其也產(chǎn)生角速度為0的旋轉(zhuǎn)磁場,則可以認為圖a和圖b中的兩套繞組是等效的。若給圖c所示模型上兩個相互垂直繞組d 和 q，分別通以直流電流id 和iq ，則將產(chǎn)生位置固定的磁場,假如再使繞組以角速度0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。 三相A、B、C系統(tǒng)變換到兩相、系統(tǒng) 這種變換是將三相溝通電機變?yōu)榈刃У亩鄿贤姍C。上圖a所示的三相異步電機的定子三相繞組，彼此相差1200空間角度，當通以三相

3、平衡溝通電流 iA, iB, iC 時，在定子上產(chǎn)生以同步角速度0旋轉(zhuǎn)的磁場矢量。三相繞組的作用，完全可以用在空間上相互垂直的兩個靜止的、繞組代替，并通以兩相在時間上相差900的溝通平衡電流 i 和 i ，使其產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的幅值和角速度也分別和0，則可以認為上圖a、b中的兩套繞組是等效的。 應(yīng)用三相/二相的數(shù)學變換公式，將其化為二相溝通繞組的等效溝通磁場。則產(chǎn)生的空間旋轉(zhuǎn)磁場與三相A、B、C繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場全都。令三相繞組中的A相繞組的軸線與坐標軸重合，其磁勢為 根據(jù)磁勢與電流成正比關(guān)系，可求得對應(yīng)的電流值i 和 i 。 三相溝通磁勢的變換 除磁勢的變換外，變換中用到的其它物理量，只要是三

4、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，還需將二相溝通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id，q為電樞繞組，通以電樞電流iq ，則產(chǎn)生固定幅度的磁場，在定子上以角速度0旋轉(zhuǎn)。這樣就可看成是直流電機了。將二相溝通電機轉(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 和 i 轉(zhuǎn)化為 id 和 iq ，轉(zhuǎn)化條件是保證合成磁場不變。i 和 i的合成矢量是 i1，將其在方向及垂直方向投影，即可求得id 和 iq 。 id 和 iq 在空間以角速度0旋

5、轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)換公式為 直角坐標與極坐標的變換 矢量掌握中，還要用到直角坐標系與極坐標系的變換。由id和iq求i1，其公式為 采納矢量變換的感應(yīng)電機具有和直流電機一樣的掌握特點，而且結(jié)構(gòu)簡潔、牢靠，電機容量不受限制，與同等直流電機相比機械慣量小。 采納矢量變換的感應(yīng)電機具有和直流電機一樣的掌握特點，而且結(jié)構(gòu)簡潔、牢靠，電機容量不受限制，與同等直流電機相比機械慣量小。 2. 溝通同步電機的矢量掌握 基本原理 直流電機中，無論轉(zhuǎn)子在什么位置，轉(zhuǎn)子電流所產(chǎn)生的電樞磁動勢總是和定子磁極產(chǎn)生的磁場成90°電角度。因而它的轉(zhuǎn)矩與電樞電流成簡潔的正比關(guān)系。溝通永磁同步電機的定子有三相繞組，轉(zhuǎn)子為永久磁鐵構(gòu)成的磁極，同軸連接著轉(zhuǎn)子位置編碼器檢測轉(zhuǎn)子磁極相對于定子各繞組的相對位置。該位置與轉(zhuǎn)子角度的正弦函數(shù)關(guān)系聯(lián)系在一起。位置編碼器和電子電路結(jié)合，使得三相繞組中流過的電流和轉(zhuǎn)子位置轉(zhuǎn)角成正弦函數(shù)關(guān)系，彼此相差120°電角度。三相電流合成的旋轉(zhuǎn)磁動勢在空間的方向總是和轉(zhuǎn)子磁場成90