控制電機(jī)論文-交流伺服電機(jī)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(yīng)用到了變頻器當(dāng)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(jì)末，開始有部分專家學(xué)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(dòng)機(jī)當(dāng)中，完成了直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)在交流同步電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域的重大突破。直接轉(zhuǎn)矩控制的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，缺點(diǎn)是在轉(zhuǎn)速較低時(shí)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)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(xué)科，它的迅速發(fā)展為交流永磁伺服控制技術(shù)的進(jìn)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(diǎn)，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(huì)實(shí)現(xiàn)比經(jīng)典控制理論更好的控制特性。 電機(jī)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(gè)空間均分為三份。在此，根據(jù)永磁同步電動(dòng)機(jī)的簡單模型以及其坐標(biāo)變換關(guān)系圖，獲得電的機(jī)的理想數(shù)學(xué)模型，不過要想獲得精確理想的電機(jī)數(shù)學(xué)模型是很難實(shí)現(xiàn)的，因此在建立數(shù)學(xué)模型之前，我們首先要對電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型影響很小的量進(jìn)行相應(yīng)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(jì)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(dāng) PMSM 三相定子繞組中通入三相交流電時(shí)，根據(jù)電磁感應(yīng)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(dòng)機(jī)對外輸出能量的重要依據(jù)，交流伺服驅(qū)動(dòng)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(jià)電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能的重要指標(biāo) ， 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(dòng)機(jī)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(jī)軸上的電磁轉(zhuǎn)矩與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)載轉(zhuǎn)矩以及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣 量之間的變化關(guān)系可以用下面的電機(jī)運(yùn)動(dòng)方程式 來表示： eL dnT T J dt?? 2375GDJ ? 五、結(jié)束語 （ 1） 交流伺服電動(dòng)機(jī)作為數(shù)控機(jī)床的新型執(zhí)行元件在國外已取得了很大的進(jìn)展 , 在我國提供性能好和可靠性高的交流伺服電動(dòng)機(jī) , 滿足數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的需要 , 是當(dāng)前的一個(gè)關(guān)鍵問題。 （ 2） 從國外交流伺服電動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢來看 ,應(yīng)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(dòng)機(jī)。 （ 3） 交流伺服電動(dòng)機(jī)的性能在很大程度上取決于電子控制技術(shù)的水平。應(yīng)力求采用數(shù)字控制和計(jì)算機(jī)控制 , 以克服交流伺服電動(dòng)機(jī)的不足之處。 （ 4） 隨著交流伺服系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大 ,交流伺服電動(dòng)機(jī)將會(huì)有很大的發(fā)展。在我國 , 交流伺服電動(dòng)機(jī)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(xiàn) ［ 1］ 唐玉增 . 從第七屆歐洲國際機(jī)床展覽會(huì)看機(jī)床電器產(chǎn)品的發(fā)展 ( 下 ). 機(jī)床電器 , 1955 ( 3 ) ［ 2］ 徐殿國 ,王宗培 .幣明巨驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展概況 .微電機(jī) , 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(jìn)展 ( 1).微電機(jī) ,1990( 3 ) ［ 5］ 邵曉強(qiáng) .永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)力矩分析 .微電機(jī) ,1991 ( 2 )
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