怎样理解永磁同步电机控制中的“矢量控制”

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-08-08
怎样理解永磁同步电机控制中的“矢量控制”

在矢量控制中只要按转子磁场定向,把它的位置定住,称为定子电流转矩分量,这就是定子电流的分解原理,另一部分定子电流跟磁链没有任何关系转速控制性能取决于你对转矩的控制。那么如何确保这种分解呢,转子磁链和定子电流的两部分分量都有关系,那么这个时候定子电流的一个分量与转子此联有关,另一个完全无关。这个时候你就会发现这个控制原理就和直流电机的是一样的了。个人理解,由异步电机稳态电路得值到转矩公式,变形之后可以得到当保持转子全磁链不变的时候,T和n之间是同直流电机一样的线性关系,由于同步坐标系下的绕组是正交的,这就是追求的目的。现在问题变成如何控制转子全磁链保持不变,由等效电路可得到,很自然想到我想仅有一部分定子电流产生转子磁链,称为定子电流励磁分量

同步机的机械角度和电角度之间的相对位置是固定的 异步机的实际角度和电枢的空间矢量的相对位置不统一,但是可以用设定转速算出 异步机的矢量控制比痛的要难一点 磁链观测器比较难搞

仅仅能简单做个说明。 矢量控制本身不分同步电机还是异步电机。 有区别的是磁场定向实现上。
矢量本身代表平面矢量。 举例如下:例如电机里面的电流I被看做一个平面矢量。平面矢量可以用2个坐标来描述。电流I在静止坐标系上的坐标被称为Ia和Ib 。在旋转坐标系上的坐标被称为Id,Iq。 如果旋转坐标系的坐标轴被选择在转子磁场方向上(定向),则ID代表励磁电流(某些永磁同步电机在某些情况下ID可以控制为0,靠永磁体提供磁场)。IQ代表转矩电流。保持ID恒定,控制了IQ 大小,就控制了转矩的大小。 或者说这样的控制方式简单易懂易实现。
或者说要理解得简单 可以理解为矢量控制是通过控制励磁电流与转矩电流来精确控制电机转矩大小的控制方式。有别于直接转矩控制。
直接转矩控制也能控制转矩,但是不是通过控制转矩电流来实现。
V/F控制方式 无法精确控制转矩,无法实现转矩控制。

个人理解 纯手工

永磁同步电机(PMSM)的矢量控制主要是通过控制励磁电流和转矩电流的大小和方向,实现电机转矩和转速的控制。

这种控制方法的核心思想是将电机电流分解为两个相互垂直的矢量,即励磁电流和转矩电流,然后分别对这两个矢量进行控制。

具体来说,矢量控制的方法包括以下步骤:

  • 采集电机的电流和电压值,并进行采样和滤波等处理。

  • 根据电机的状态方程和给定的转速指令,计算出电机的转矩电流指令和励磁电流指令。

  • 将转矩电流指令和励磁电流指令分别乘以相应的比例增益,并进行限幅处理,得到最终的转矩电流和励磁电流指令值。

  • 根据励磁电流指令和电机的电感参数,计算出电机的磁通指令。

  • 根据转矩电流指令和电机的转矩参数,计算出电机的转矩角指令。

  • 将磁通指令和转矩角指令送入电机驱动器,驱动电机旋转。

通过上述控制策略,可以实现电机的精确控制,并具有较好的动态响应性能和稳态性能。

同时,矢量控制还可以通过调节励磁电流和转矩电流的比例关系,实现电机的弱磁控制,使得电机可以在较高的转速范围内运行。



  • 电控4:永磁同步电机MTPA与弱磁控制的统一理解
    答:电控4:深入洞察永磁同步电机MTPA与弱磁控制的统一理解在探索电控世界的旅程中,我们先从电压矢量的角度理解了永磁同步电机的弱磁控制。接下来,我们将聚焦于内插式永磁同步电机的MTPA控制,以及两者之间的联系。1. MTPA:电机控制的黄金法则MTPA,即最大转矩电流比控制,是内插式电机控制策略的核心。这种...
  • 变频器行业中的矢量是什么?通俗的理解
    答:不过目前这种控制理论已经不仅仅应用在交流异步电动机上了,直流变频电动机(BLDC,也就是永磁同步电动机)也大量使用该控制理论。矢量控制技术通过坐标变换,将三相系统等效变换为M-T两相系统,将交流电机定子电流矢量分解成两个直流分量(即磁通分量和转矩分量),从而达到分别控制交流电动机的磁通和转矩的...
  • 永磁同步电机矢量控制(六)——弱磁控制
    答:优先分配产生弱磁效应的电流,确保在电压限制下,弱磁控制的效能得以最大化,提升系统效率,简化了计算过程,无须过多依赖电机参数的精确值。这就是永磁同步电机矢量控制中的弱磁魔法,一个精细调校的平衡艺术,让电机在速度与效率之间游刃有余,演绎出无尽的性能可能。
  • 结合感应电机和永磁同步电机的转矩特性,为什么要用矢量控制
    答:矢量控制的方法本质上来自直流电机,电机本质上都是电磁相互作用,为了获得最大的电磁扭矩,直流电机需要解决好励磁绕组和电枢绕组的角度问题(换向),否则绕组用于电磁感应(储存电磁能量)的部分会增加,这部分对应无功或虚功,而电磁作用(产生力做功)的部分会减少,三相交流电机只是多了相的数量,形成了...
  • 永磁同步电机的矢量控制为什么Isd=0?
    答:简单说明:1:解耦与Isd是否为0没有关系。 解耦是因为转子磁场定向。即只要旋转坐标系的D轴选在转子磁场上,就实现了解耦。2:如果是异步机,他们是感应电机,则确实如你所说,如果励磁分量为零,定子和转子侧都无法产生磁通。但是永磁同步机,由于转子是永磁体,他可以提供转子磁场。不需要定子侧感应。
  • 永磁同步电机控制策略
    答:在忽略某些损耗因素后,数学模型通常采用(d,q)坐标系来描述,包含定子电压方程、定子磁链方程和电磁转矩的计算。永磁同步电机的控制策略因其非线性和多变量特性而具有挑战性,需要精细设计以实现高性能控制。常见的控制策略有恒压频比控制、矢量控制和直接转矩控制。恒压频比控制是开环控制,适用于对动态...
  • MBD实战之电机控制 第01期:永磁无刷电机基础
    答:欢迎来到MBD实战系列的电机控制教程第一期,深入理解永磁无刷电机的奥秘。让我们先来揭开PMSM(永磁同步电机)和BLDC(无刷直流电机)的神秘面纱,它们各自在伺服系统和强负载应用中占据着独特地位。电机世界本质上是交流驱动的,但为了实现精确控制,我们需要借助逆变电路的力量,尤其是对于PMSM,矢量控制策略如...
  • 永磁同步电机矢量控制,Simulink模型不解问题
    答:乘以4是机械角度和电角度之间的差值,1.5pi是matlab的电机模型是以sin来写的,而一般经典的模型是以cos来写的,所以有1.5pi的差
  • 永磁同步电机工作原理
    答:永磁同步电动机由定子、转子和端盖等部件构成。定子与普通感应电动机基本相同,采用叠片结构以减小电动机运行时的铁耗。转子可做成实心,也可用叠片叠压。电枢绕组可采用集中整距绕组的,也可采用分布短距绕组和非常规绕组。永磁同步电机主要由定子、转子和端盖等部件构成,定子由叠片叠压而成以减少电动...
  • 永磁同步电机工作原理是什么?
    答:因磁铁嵌入到一个电镀的铁磁芯内是非常困难的,通过使用适当厚度的磁铁(500μm)以及在转子和定子铁芯的高性能磁材料,气隙可以做得非常大(300~500μm)而没有明显的性能损失,这使得定子绕组在气隙中占据一定的空间,从而大大简化了永磁同步电动机的制造。永磁同步电机矢量控制技术 矢量控制技术诞生于...