控制電機論文-交流伺服電機的探究-資料下載頁
2025-06-06 00:28本頁面
【正文】 年， ABB 公司首先把直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)應用到了變頻器當中，并作為一種高端產(chǎn)品出現(xiàn)在市場中，對矢量 8 變頻器提出了挑戰(zhàn)。 20 世紀末，開始有部分專家學者通過深入研究把直接轉(zhuǎn)矩控制理論引入到交流同步電動機當中，完成了直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)在交流同步電動機伺服驅(qū)動領(lǐng)域的重大突破。直接轉(zhuǎn)矩控制的優(yōu)點是轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應快，缺點是在轉(zhuǎn)速較低時轉(zhuǎn)矩脈動較大。 （ 4） 智能控制 智能控制理論是最近幾十年來的一種新興學科，它的迅速發(fā)展為交流永磁伺服控制技術(shù)的進步注入了新鮮血液。智能控制技術(shù)由于其自身的理論特點，在非線性控制領(lǐng)域中比經(jīng) 典控制理論更具有優(yōu)勢，在很多場合將會實現(xiàn)比經(jīng)典控制理論更好的控制特性。 電機模型 如圖 22 所示，給出了 PMSM 的簡單模型。其中， A、 B 、 C分別為 PMSM三相定子繞組，它們把整個空間均分為三份。在此，根據(jù)永磁同步電動機的簡單模型以及其坐標變換關(guān)系圖，獲得電的機的理想數(shù)學模型，不過要想獲得精確理想的電機數(shù)學模型是很難實現(xiàn)的，因此在建立數(shù)學模型之前，我們首先要對電動機數(shù)學模型影響很小的量進行相應的忽略及假設(shè)： （ 1）忽略磁路鐵芯的磁飽和現(xiàn)象； （ 2）忽略鐵芯磁滯與渦流損耗； （ 3）忽略轉(zhuǎn) 子上的阻尼繞組； （ 4）不計溫度影響； （ 5）假設(shè)氣隙磁場呈理想正弦分布。 圖 1 PMSM 結(jié)構(gòu)簡化模型 當 PMSM 三相定子繞組中通入三相交流電時，根據(jù)電磁感應定律和基爾霍夫定律可得 PMSM 的定子電壓、定子磁鏈和轉(zhuǎn)子耦合磁鏈的方程分別如式所示： 9 A s A AB s B BC s C CU R i pU R i pU R i p??????? ???? ??? A s A rAB s B rBC s C rCLiLiLi?????????? ???? ??? c osc os( 2 / 3 )c os( 2 / 3 )rA rrB rrC r? ? ?? ? ? ?? ? ? ???? ???? ??? 式中 AU 、 BU 、 CU —— 定子繞組相電壓 ； Ai 、 Bi 、 Ci —— 定子繞組相電流 ； A? 、 B? 、 C? —— 定子繞組總磁鏈 ； rA? 、 rB? 、 rC? —— 各繞組耦合磁鏈； sR —— 定子繞組電阻； sL —— 定子繞組電感； r? —— 轉(zhuǎn)子磁鏈幅值 。 電磁轉(zhuǎn)矩是電動機對外輸出能量的重要依據(jù)，交流伺服驅(qū)動控制系統(tǒng)是否能快速穩(wěn)定的輸出給定的電磁轉(zhuǎn)矩是評價電動機動態(tài)響應性能的重要指標 ， PMSM 的電磁轉(zhuǎn)矩方程表述如式所示： 3 ()2e d q q dT p i i???? 將 磁鏈方程代入 上 式中可得方程如 下 式所示： 3 [ ( ) ]2e r q d q d qT p i L L i i?? ? ? 在隱極式永磁同步電動機中， dL = qL ，代入上式 中可以得到方程 如下式 所示： 32e r qT p i?? 10 由上式可以看出，通過對定子電流 qi 的 控制，就可以控制 PMSM 的轉(zhuǎn)矩。作用到電機軸上的電磁轉(zhuǎn)矩與電動機轉(zhuǎn)速、負載轉(zhuǎn)矩以及電動機轉(zhuǎn)動慣 量之間的變化關(guān)系可以用下面的電機運動方程式 來表示： eL dnT T J dt?? 2375GDJ ? 五、結(jié)束語 （ 1） 交流伺服電動機作為數(shù)控機床的新型執(zhí)行元件在國外已取得了很大的進展 , 在我國提供性能好和可靠性高的交流伺服電動機 , 滿足數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的需要 , 是當前的一個關(guān)鍵問題。 （ 2） 從國外交流伺服電動機的發(fā)展趨勢來看 ,應優(yōu)先發(fā)展成本較低的 同步型轉(zhuǎn)速可控的直流無刷電動機。 （ 3） 交流伺服電動機的性能在很大程度上取決于電子控制技術(shù)的水平。應力求采用數(shù)字控制和計算機控制 , 以克服交流伺服電動機的不足之處。 （ 4） 隨著交流伺服系統(tǒng)應用領(lǐng)域的不斷擴大 ,交流伺服電動機將會有很大的發(fā)展。在我國 , 交流伺服電動機潛力的發(fā)掘和發(fā)展 , 尚需我們做大量的工作。 六、參考文獻 ［ 1］ 唐玉增 . 從第七屆歐洲國際機床展覽會看機床電器產(chǎn)品的發(fā)展 ( 下 ). 機床電器 , 1955 ( 3 ) ［ 2］ 徐殿國 ,王宗培 .幣明巨驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)展概況 .微電機 , 1990（ 3） ［ 3］ 周澤存．高電壓技術(shù)［ M］． 3 版 .北京 :中國電力出版社， 2021． ［ 4］譚建成 .永磁交流伺服技術(shù)及其進展 ( 1).微電機 ,1990( 3 ) ［ 5］ 邵曉強 .永磁交流伺服電動機力矩分析 .微電機 ,1991 ( 2 )
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