向量控制的基本思想是什麼

2021-08-13 09:18:33 字數 2844 閱讀 7162

1樓:江淮一楠

在變頻器調速技術成熟之前,直流電動機的調速特性被公認為是最好的,如圖2-7 所示。究其原因,直流電動機優異的調速效能是具備瞭如下三個條件:

1. 磁極固定在定子機座上,在空間能產生一個穩定直流磁場。

2. 電樞繞組是固定在轉子鐵心槽裡,在空間能產生一個穩定的電樞磁勢,並且電樞磁勢總是能保持與磁場相垂直,產生轉矩最有效。電樞磁勢與磁場保持垂直主要靠換向器作用使電樞電流在n 極和s 極下方發生變化,並採用補償繞組防止電樞反應使磁場扭歪,以及碳刷位置安裝的正確。

3. 勵磁電流與電樞電流在各自迴路中,分別可調、可控。下面分析三相非同步電動機的情況:

1. 定子通三相正弦對稱交流電時產生一個隨著時間和空間都在變化的旋轉磁場。

2. 轉子磁勢和旋轉磁場之間不存在垂直關係。

3. 非同步電動機轉子是短路的,只能在定子方面調節電流,組成定子電流的兩個部分——勵磁電流和轉矩電流都在變化,存在非線性關係,因此對這兩部分電流不可能分別調節和控制。

可見非同步電動機之所以調速效能差,就是它不具備直流電動機優異調速效能的三個條件,如果在控制上想辦法能達到那些要求,那麼它的調速效能也一定是優異的。三相非同步電動機在空間上產生的是旋轉磁場,如果要模擬直流電動機的電樞磁勢與磁場垂直,並且電樞磁勢大小和磁場強弱分別可調,可設想如圖2-8 所示的非同步電動機m 、t 兩相繞組模型。該模型有兩個互相垂直的繞組,m 繞組和t 繞組以角頻率s w 在空間旋轉。

m 、t 繞組分別通以直流電流m i 和t i 。m i 在m 繞組軸線方向產生磁場, m i 稱勵磁電流,調節m i 大小可以調節磁場強弱。t i 在t 繞組軸線方向產生磁勢,這個磁勢總與磁場同步旋轉,而且與磁場方向垂直,調節t i 大小可以在磁場不變時改變轉矩大小, t i 稱轉矩電流。

m i 和t i 分別屬於m 、t 繞組,因此分別可調、可控。非同步電動機如果按照m 、t

兩相繞組模型執行就可以滿足直流電動機調速效能好的三個條件。

根據電機學原理知道非同步電動機的三相靜止對稱定子繞組中,通入對稱三相正弦交流電流a i 、b i 、c i 時,則形成三相基波合成旋轉磁動勢,並由它建立相應的旋轉磁場abc f ,如圖2-9(a)所示,其旋轉角速度等於定子電流的角頻率s w 。然而,產生旋轉磁場不一定非要三相繞組不可,除單相以外任意的多相對稱繞組,通入多相對稱正弦電流,均能產生

旋轉磁場,如圖2-9(b)所示的非同步電動機,具有位置互差900 的兩相靜止定子繞組a 、b ,當通入兩相對稱正弦電流ia 、ib 時,也可以產生旋轉磁場aß f 。如果這個旋轉磁場的大小、轉速及轉向與圖2-9(a)所示三相交流繞組所產生的旋轉磁場完全相同,則可認為圖2-9(a)和圖2-9(b)所示的兩套交流繞組等效。

由此可知,處於三相靜止座標系的三相固定對稱交流繞組,以產生同樣的旋轉磁場為準則,可以等效為靜止兩相直角座標系的兩相對稱固定交流繞組,並可知三相交流繞組中的三相對稱正弦交流電流a i 、b i 、c i 與二相對稱正弦交流電流ia 、ib 之間必存在著固定的變換關係。旋轉向量控制的思路就是要把三相非同步電動機等效為兩相a 、b 靜止系統模型,再經過旋轉座標變換為磁場方向與m 軸方向一致的同步旋轉的兩相m 、t 模型。其中電流向量i 是一個空間向量,它實際上代表三相電機產生的合成磁勢,是沿空間做正弦分佈的量,不同於在電路中電流隨時間按正弦變化的時間相量。

電流向量分解為與m 軸平行的產生磁場的分量——勵磁電流m i 和與t 軸平行的產生轉矩的分量——轉矩電流t i 。前者可理解為勵磁磁勢,後者可理解為電樞磁勢。通過控制m i 、t i 大小也就是電流向量i 的幅值和方向(m 、t 座標系統中的b 角)去等效地控制三相電流a i 、b i 、c i 的瞬時值,這樣只要調節電機的磁場與轉矩就可達到調速的目的。

設 mt f 為m 繞組和t 繞組分別通入直流電流m i 和t i 時產生的合成磁通,且在空間固定不動。如果人為地使這兩個繞組旋轉起來,則mt f 也自然地隨著旋轉。當觀察者站在m -t 繞組上與其一起旋轉,在它看來,仍是兩個通入直流電流的固定繞組。

若使mt f 的大小、轉速和轉向與圖2-9(b)所示二相交流繞組所產生的旋轉磁場aß f 及圖2-9(a)所示三相交流繞組產生的旋轉磁場abc f 相同,則m -t 直流繞組與a - b 交流繞組及與a - b -c 交流繞組等效。顯而易見,使固定的m -t 繞組旋轉起來,只不過是一種物理概念上的假設,然而,實際上這種旋轉的實現,可以通過向量座標變換的方法完成。在旋轉磁場等效的原則下,a - b 交流繞組等效為m -t 直流繞組,這時a - b 交流繞組中的交流電流 ia 、ib 與m -t 直流繞組中的直流電流m i 、t i 之間也必然存在著固定的變換關係。

電流向量在a 、b 座標系為ia 、ib ,換算到以s w 角頻率旋轉的m 、t 座標系為m i 、t i 時有下列關係:

2樓:匿名使用者

只知道戰鬥機的向量控制,就是通過改變發動機噴射口方向,向不同方向提供動力,已完成各種超機動動作或者垂直起降,有助於彌補氣動佈局的不足。f35是二元向量發動機,t50是三元向量發動機

3樓:燦燦

向量控制的基本思想是根據交流電動機的動態數學模型、利用座標變換的手段,將交流電動機的定子電流分解成磁場分量電流和轉矩分量電流,並分別加以控制,即模仿自然解耦的直流電動機的控制方式,對電動機的磁場和轉矩分別進行控制,以獲得類似於直流調速系統的動態效能。

4樓:匿名使用者

向量控制的基本思想和實現的基本思路,在網上課堂的「基礎篇」有一個文章很經典。現在需要去搜尋一下了,也能找到的。基本思想就是要將交流傳動調速特性實現同直流調速特性一樣。

方法就是先建立向量模型,實現「勵磁電流」和「轉矩電流」分別的控制,然後再解耦輸出去控制電機。

5樓:匿名使用者

這種問題書本上可能講的更詳細,不妨找本書看看。

6樓:匿名使用者

我就知道飛機的航空發動機尾噴管的向量控制,不知道是不是你想要的

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