人物对电机矢量控制的重要分析方法进行工作原理详解
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,这便是所谓的D-Q旋转坐标系。在这个坐标系下,所有电信号都可以简化为常数。为了研究电机矢量控制问题,我们是否能直接从仪器中获取D-Q变换的结果呢?D-Q变换是一种高效的解耦控制方法,它将异步电动机三相绕组转换为等价二相绕组,并将旋转坐标系转换为静止正交坐标,从而得出直流表示下的电压及电流关系式。这一变换使得各个控制量可以独立管理,有助于消除谐波电压和不对称电压的问题,同时由于应用了同步旋转坐标变换,便于实现基波与谐波之间的分离。
由于直流电机其主磁通主要由励磁绕组中的励磁電流决定,因此这一点导致直流電機数学模型及其控制系统显得相对简单。如果我们能将交流電機物理模型等效地进行类似处理,即分析和控制就能够大大简化。因此,通过坐標變換正是遵循这样的思路进行。
交流電機三相對稱的靜止繞組A、B、C,当通過平衡正弦電流時,就會產生一個以同步轉速ws(即電流角頻率)順著A-B-C序列進行旋轉之合成磁動勢F,這個物理模型如圖中所示。
這種合成磁動勢並不限於三相,其實任意對稱多相繞組,如單相、二相、三四……等,都能夠產生合成質量與此相同,但更為簡單的是兩次繞組。圖2展示了一個時間上互差90度且大小均匀平衡交流電流量入兩次靜止繞組a和b,它們也會產生一個合成質量F。但當圖1與2中的兩個合成質量大小及轉速完全一致時,即認為這兩次靜止繞組與原來三次靜止繞組等效。
接著,我們將注意力集中到图3中的两个垂直并且匝数相同的心形片d和q,它们分别通入直流电流量id和iq,从而产生一个固定的合成质料F。如果整个铁心带着这两个心形片一起以同步速度高速旋轉,那么这个质量自然也会随之高速運動成为一个快速运动质量。此时,如果把这个快速运动质量与图1或图2中的其他快慢移动质量设置同样的大小及速度,那么这套带有快速运动的心形片也就被认为与前面两套固定位置的心形片等效了。这说明,无论是图1中的三个固定位置的心形片、还是图2中的两个固定位置的心形片,或是图3中那个包括两个心形片在内迅速移动整体,也都是实现相同效果的手段,只要它们产生同样的作用力向外推动轴盘即可。
因此,在考虑到产生同样作用力的准则下,可以说无论是在三个空间上的iA、iB、iC,在时间上的ia、ib,不管是在空间上变化或时间上变化都包含了ID、IQ,是一种完全一样手段来达到目的。D-Q座標系統變換技術已經廣泛應用於電子工程領域,不僅在引擎車輛領域廣泛使用,而且還被應用于發現問題以及改善性能,以進一步提高運行安全性。在實際操作過程中,這種技術通常需要通過特殊儀器來測量,並且需要精確計算出每個參數,以確保最佳結果。