人物对比直流电机与交流电机矢量控制的重要分析方法

人物对比直流电机与交流电机矢量控制的重要分析方法

在电机的运行中,是由电机定子和转子磁场同步旋转,建立的一个具有同步旋转速度的旋转坐标系,这个旋转坐标系就是常说的D-Q旋转坐标系。这个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变换为等价的二相绕组,并且把旋转坐标系变换成正交的静止坐标,即可得到用直流量表示电压及电流的关系式。

由于直流电机的主磁通基本上唯一地由励磁绕组的励磁电流决定,所以这是直流电机的数学模型及其控制系统比较简单的根本原因。如果能将交流电机的物理模型等效地变换成类似直流電機模式,分析和控制就可以大大简化。这样的物理模型绘于下图中。

我们知道交流電機三相对称的是静止绕组A、B、C,通以三相平衡の正弦電流时,产生一個合成磁動勢F,它在空间呈正弦分布,以同步轉速ws(即電流角頻率)順著A-B-C相序旋轉。这样的物理模型可以通过兩相對稱多相繞組來實現,這種多個繞組會產生同樣方向和大小的一個合成磁動勢。

當圖1和2中的兩個繞組大小和轉速都相同時,即認為圖2中的兩繞組與圖1中的三繞組等效。此外,如果讓包含這些繞組在內鐵心以同步轉速旋轉,那麼這個合成磁動勢自然也隨之變化而成為一種固定位置上的異性質值。

因此,在D-Q座標系統中,可以將此類型異步電機進行有效調控,因為它們可以通過無需直接測量其瞬態參數,而是通過從其輸入功率信號推導出其狀態變量來進行調整。在實際應用中,這種技術已被廣泛應用於各種不同的工業應用領域,如水力發電站、石油加工廠以及其他需要精確控制設備運行狀態的大型設施中。