人物对比分析有刷电机与无刷电机在矢量控制中的应用差异

人物对比分析有刷电机与无刷电机在矢量控制中的应用差异

在电机运行的过程中,关键在于定子和转子的磁场同步旋转,共同构建一个具有同步速度的旋转坐标系,这就是所谓的D-Q旋转坐标系。在这个坐标系下,所有电信号都可以被描述为恒定的值。为了便于研究电机矢量控制问题,我们能否直接从仪器获得D-Q变换的结果呢?D-Q变换是一种解耦控制方法,它将异步电动机的三相绕组转换成等效的二相绕组,同时将旋转坐标系转换为静止坐标,即可得到直流表示电压及电流关系式。这种变换使得各个控制量可以独立进行,可以消除谐波电压和不对称电压的影响,由于应用了同步旋转坐标变换,便于实现基波与谐波分离。

由于直流电机主磁通主要由励磁绕组中的励磁电流决定,所以这是直流電機数学模型及其控制系统简化的一个根本原因。如果能够将交流電機物理模型等效地变化成类似直流電機模式分析和控制就会大大简化。这种坐標變換正是按照这一思路進行。

交流電機三相對稱靜止絞組A、B、C通以平衡正弦電流量時產生的合成磁動勢是旋轉磁動勢F,它在空間呈正弦分布,以同步轉速ws(即電流量角頻率)順著A-B-C相序旋轉。此類物理模型如圖中所示。

這種現象並不僅限於三相,每個多對稱幾何形狀,如兩相、三相、四相……任意多數對稱幾何形狀若通以平衡多數對稱交流電流量,都能生出一個或多個相同方向且大小之異固定位置上共振之點,這些共振點將形成一個或多個有向無環網絡結構,並且此結構將會隨著時間而改變其連接方式來達到最小能耗,而非為了最大化功率輸送,因為它們只與當前的系統狀態相關,但不是唯一可能選擇,因此它們不能用來預測未來發生的事件,但它們卻提供了一種看待系統行為的一種視角。