电机矢量控制

一:什么是矢量控制?

由于异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。上世纪70年代西门子工程师F.Blaschke首先提出异步电机矢量控制理论来解决交流电机转矩控制问题。矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量,根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制,从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电流) 和产生转矩的电流分量 (转矩电流) 分别加以控制,并同时控制两分量间的幅值和相位,即控制定子电流矢量,所以称这种控制方式称为矢量控制方式。简单的说,矢量控制就是将磁链与转矩解耦,有利于分别设计两者的调节器,以实现对交流电机的高性能调速。矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。这样就可以将一台三相异步电机等效为直流电机来控制,因而获得与直流调速系统同样的静、动态性能。矢量控制算法已被广泛地应用在siemens,AB,GE,Fuji等国际化大公司变频器上。

采用矢量控制方式的通用变频器不仅可在调速范围上与直流电动机相匹配,而且可以控制异步电动机产生的转矩。由于矢量控制方式所依据的是准确的被控异步电动机的参数,有的通用变频器在使用时需要准确地输入异步电动机的参数,有的通用变频器需要使用速度传感器和编码器。鉴于电机参数有可能发生变化,会影响变频器对电机的控制性能,目前新型矢量控制通用变频器中已经具备异步电动机参数自动检测、自动辨识、自适应功能,带有这种功能的通用变频器在驱动异步电动机进行正常运转之前可以自动地对异步电动机的参数进行辨识,并根据辨识结果调整控制算法中的有关参数,从而对普通的异步电动机进行有效的矢量控制。

以异步电动机的矢量控制为例:

它首先通过电机的等效电路来得出一些磁链方程,包括定子磁链,气隙磁链,转子磁链,其中气息磁链是连接定子和转子的.一般的感应电机转子电流不易测量,所以通过气息来中转,把它变成定子电流.

然后,有一些坐标变换,首先通过3/2变换,变成静止的d-q坐标,然后通过前面的磁链方程产生的单位矢量来得到旋转坐标下的类似于直流机的转矩电流分量和磁场电流分量,这样就实现了解耦控制,加快了系统的响应速度.

最后再经过2/3变换,产生三相交流电去控制电机,这样就获得了良好的性能.

矢量控制(VC)方式:

矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相-二相变换,

等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1,再通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流;It1相当于与转矩成正比的电枢电流),然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异步电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机,分别对速度,磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链,然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量,经坐标变换,实现正交或解耦控制。

综合以上:矢量控制无非就四个知识:等效电路、磁链方程、转矩方程、坐标变换(包括静止和旋转)

二:什么是磁场定向控制(FOC),和矢量控制有什么区别?

磁场定向控制系统(FOC)又称为矢量控制系统,他是选择电机某一旋转磁场轴作为特定的同步旋转坐标轴。磁场定向轴的选择有三种:转子磁场定向、气隙磁场定向和定子磁场定向;气隙磁场定向和定子磁场定向在磁链关系中均存在耦合,使得矢量控制结构更加复杂;转子磁场定向是仿照直流电动机的控制方式,利用坐标变换的手段,把交流电动机的定子电流分解成磁场分量电流(相当于励磁电流)和转矩分量电流(相当于负载电流)并分别加以控制,即磁通电流分量和转矩电流分量二者完全解耦,从而获得类似于直流调速系统的动态性能。

FOC控制技术在工业领域应用的相对成熟,常见到的产品有伺服控制器、矢量变频器等;在民用领域普及相对滞后,比如近10年发展起来的变频空调、出口欧美的高端变频风扇等;在国内电动车应用领域FOC控制技术的应用尚处于起步阶段,传统的控制器生产厂家已经意识到市场发展的方向,但原有的技术班底尚无能力吃透FOC软件核心算法,所以在相对较低端的2轮车、3轮车(包括助力车、老年代步车等)等领域难以见到较为成功的产品推广,而在高端电动4轮车(电动轿车、电动观光车)市场,见到更多的是国外同行的优秀产品和国内厂家的粗制滥造的控制总成。

三:矢量控制的介绍

由于异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。上世纪60年代末由达姆斯塔特工业大学(TU Darmstadt)的K.Hasse提出。在70年代初由西门子工程师F.Blaschke在不伦瑞克工业大学(TU Braunschweig)表发的博士论文中提出三相电机磁场定向控制方法,通过异步电机矢量控制理论来解决交流电机转矩控制问题。矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量,根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制,从而达到控制异步电动机转矩的目的。

四:交流异步电机的矢量控制能位置控制吗

可以啊,

1)矢量控制指的是以坐标变换为原理,将一个坐标系下空间矢量通过坐标变换原理变换到另一个坐标系下的控制,譬如,将静止坐标系下的电流矢量,电压矢量或磁链矢量变换到旋转坐标系下。

2)位置控制指的是给定一个期望位置,通过控制方案使得实际位置到达期望位置,位置控制属于外环控制,中间环是速度环控制,内环是电流环控制。

3)矢量控制是电流环控制的输出电压做矢量控制,将d,q轴旋转坐标系下的电压变换到两相静止坐标系下,然后将两相静止坐标系下的电压变换到三相静止坐标系,产生PWM波,输出电压控制电机。

五:电动车控制器点标识的矢量控制是什么意思呢,请高人教

如果想系统的了解矢量控制,可以百度,如果通俗的说矢量控制,就是人们口口相传的“正弦波”控制器,最大特点是电机运行几乎没有噪音

六:MATLAB电机矢量控制的模型在哪儿?

在Matlab的Help\Demos\SimpoweSystems下有一个Electric Driver Models有很多电机驱动控制的demos,你可以找找参考下,有多种矢量控制的示例模型。

可以直接在library下找到并使用的矢量控制模块在Simpowersystems\Application Libraries\Electric Drives Libray\AC Drives下。

七:永磁同步电机如何进行矢量控制 5分

从本质上说电机调速的关键是对其转矩的控制,转速是通过转矩改变的,对于PMSM也是一样。在PMSM伺服系统中,无论是速度伺服控制还是位置伺服控制,都可以转化为对PMSM的转矩控制。而电机转矩sinemsrTCFFδ=(可由三相电流的幅值和定转子的磁势夹角mIδ大小保证)。将图3中相关环节用传递函数代替后,上图可以看成是信号流图,可以将Parkc逆变换,Clark逆变换提前(此两个逆变换本质是从d-q轴到A,B,C三相的坐标变换)。

八:矢量控制优点是什么???急!!!!!

矢量控制的优点: 1、 动态的高速响应; 2、 低频转矩增大; 3、 控制灵活;

具体说就是同时控制定子电流I1和相位ф。转矩响应很好,精度也高。励磁电流Im=I1cosφ,力矩电流I2=I1sinφ,电机力矩=KImI2。电压矢量:通过控制电机磁场和转矩的电压的方法。如果100%了解电机的定子回路,可与电流矢量有同等效果。综上所述矢量控制比以往的V/F控制要进步得多.特别加上编码器进行速度反馈,它可以完成力矩控制,且低速性能也大大改观。

九:异步电机矢量控制怎么启动

先励磁,给id励磁电流,由于建立励磁的过程很快,电流,速度做双闭环,id=30%-50%In,速度给期望转速就可以了

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