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电机控制的实质——电磁转矩T的控制(转)
电机控制的核心目标是电磁转矩T的精确调控 ,这是电气传动系统实现负载运动控制的关键。根据动力学原理,通过调整te(电磁转矩)和tL(负载转矩,包括空载转矩)来影响系统转动速度(n)或转子位置(θΩ) ,从而达到平滑调速、稳定运行、精确加减速和正反转等操作 。
因此在电机参数确定情况下,对电机电磁转矩进行控制仅需要对定子磁链大小和转矩角进行控制,相对于公式(3) ,控制变量从原来的四个减小到了两个。
负载转矩是电机要带动负载所要求的转矩即电机输出转矩,在一般机械转动计算中不考虑由于条件改变而发生的变动,在电磁计算中会考虑。负载转矩作用在生产机械轴上 。是不考虑电机的机械损耗的电磁转矩。电磁转矩和负载转矩相差的是电机的机械损耗。
在电机的控制领域,转矩控制规律是关键 。首先 ,我们要理解其中的变量:J - 机械转动惯量,wm - 转子的机械角速度,θ - 转子的机械转角 ,Te - 电磁转矩,TL - 负载转矩,D - 阻转矩阻尼系数 ,K - 扭转弹性转矩系数。
转矩角的控制方法可以通过控制定子磁链角来实现,从而间接控制转矩角的变化。通过在α-β坐标系中定义六个扇区,DTC可以实现对电机转矩的精确控制。在每个扇区中 ,通过合成特定的基电压,可以实现对定子磁链的精确控制 。当转子磁链与某基电压重合时,通过相应的电压控制 ,可以实现对电磁转矩的精确控制。
驱动电机系统的控制策略哪两种
驱动电机系统的控制策略主要分为两种:矢量控制(也称为场向量控制)和直接转矩控制。首先,我们来详细讨论矢量控制 。矢量控制是一种高性能的电机控制策略,它通过独立控制电机磁场和转矩的幅值和相位来实现对电机的精确控制。
在电动汽车的电机控制系统中,车速电流双闭环控制是一种常用的控制策略。双闭环控制是指有两个控制环路的控制策略 ,其中一个环路控制电机的转速(或者车速),另一个环路控制电机的电流 。这种控制策略的基本思想是将车速作为外环,电流作为内环 ,通过调节电机的电流来实现对车速的精确控制。
常用的电机控制策略有多种,如调速控制 、矢量控制、PWM控制、直接转矩控制等。其中,调速控制是对电机转速进行控制和调节 ,常用于电梯、风机等要求严格的场合 。矢量控制则是通过精确控制电机磁场方向和大小,实现对电机转速 、转矩的控制,适用于精准控制和响应的场合。
永磁同步驱动电动机的两种常见控制策略是矢量控制和直接转矩控制。两者都有其优点和缺点 。矢量控制基于受控永磁同步驱动电动机的数学模型 ,并且通过控制电枢绕组电流来实现电动机转矩。 永磁同步驱动电动机的低速转矩在矢量控制下相对稳定,速度范围宽。在转子磁场方向矢量控制下,不需要励磁电流 ,因此它可以产生单位电流。
驱动电机系统 通过有效的控制策略将动力蓄电池提供的直流电转化为交流实现电机的正转以及反转控制 。在减速/制动时将电机发出的交流电转化为直流电,将能回收给动力蓄电池或者提供给超级电容等储能设备供给二次制动使用。
电机控制:直接转矩控制(DTC)
在宝马523i这款卓越的后驱车型中,DTC扮演着自动稳定控制系统升级的角色。这个智能化的控制元素位于驾驶舱中央,空调出风口旁 ,一个易于触及的位置 。当按下它时,驾驶者会注意到仪表盘上的清晰显示,明确告知DTC已激活。
因此在电机参数确定情况下 ,对电机电磁转矩进行控制仅需要对定子磁链大小和转矩角进行控制,相对于公式(3),控制变量从原来的四个减小到了两个。
DTC是直接转矩控制(Direct torque control) ,是一种变频器控制三相马达转矩的方式 。在直接转矩控制中,电机定子磁链的幅值通过上述电压的矢量控制而保持为额定值,要改变转矩大小 ,可以通过控制定、转子磁链之间的夹角来实现。而夹角可以通过电压空间矢量的控制来调节。
DTC实际上是直接转矩控制(Direct Torque Control)的一种,这是应用于三相马达变频器控制的独特策略 。其工作原理是,通过测量马达的电压和电流 ,计算出磁通和转矩的估计值,进而直接控制转矩,同时也能间接控制马达的运行速度。直接转矩控制技术是欧洲ABB公司的专利技术,体现了其在电机控制领域的高精尖水平。
恒转矩控制是什么
总体而言 ,恒转矩控制是一种在电机运行速度变化时保持输出转矩恒定的控制方法 。它通过调整电机的励磁电流或电压来维持电机的反电动势与转速之间的比例,从而实现稳定的输出转矩,适用于各种需要稳定输出转矩的机械设备。
VF平方转矩 ,通过电压来改变频率,启动时需要的电流小,切断电源后 ,电机不会立即停止,是变频器最简单的控制,控制精度不高 ,运行后的负载电流不大,适用于风机、水泵行业。
恒转矩控制关注电机转动力矩的稳定,具体表现为负载增加时转速下降 、电流增加;负载减小时转速上升、电流减小。通过保持PWM占空比不变实现 ,但实际上,转矩波动仍存在 。恒转矩控制适用于如电动扳手,要求快速增加转矩至最大并保持恒定。恒转速控制专注于保持电机转速恒定,负载增加时电流增加 ,负载减小时电流减小。
常用的电机控制算法有哪些?
1、电机控制算法有多种 。PID控制算法 PID是比例 、积分、微分控制的简称,这是一种非常普遍且有效的控制算法。它通过调整比例、积分和微分参数,来控制电机的转速或位置。其中 ,比例部分负责即时误差的校正,积分部分处理系统的累积误差,微分部分则对未来误差进行预测 。
2 、位置控制算法是直线电机最基本的控制算法之一 ,它可以实现高精度的位置控制。从而实现对直线电机位置的控制。位置控制算法的优点是控制精度高,能够实现高精度的位置控制 。 速度控制算法 速度控制算法是直线电机的另一种基本控制算法。从而实现对直线电机速度的控制。
3、如果在平衡点想力求快速平稳控制可以考虑其他高级控制算法,如最优控制 ,模糊PID控制等给电流环阶跃信号,如果他能快速上升且产生微弱超调或者不超调,这样的PI参数就可以 ,个人认为i参数不必设的挺大,甚至去掉就可以;可以加D参数,它能提高速度环的反应速度 。电流环加PI两个参数就可。
标签: 电机控制中的智能转矩控制策略