侵权投诉

搜索
更多>> 热门搜索:
当前位置:

OFweek工控网

伺服与运动

正文

浅析交流伺服电机矢量控制技术

导读: 尽量用简单易懂的图解与计算来聊聊电机的构造,静止坐标与旋转坐标的变化,矢量控制,伺服控制等电机驱动技术。

关于交流电机的矢量控制技术,有很多论文与各种文章介绍。但多用难解的公式与坐标来记述,如果没有扎实的数学和控制等理论基础的话,相信大家有同感比较难理解。日笃君尽量用简单易懂的图解与计算来聊聊电机的构造,静止坐标与旋转坐标的变化,矢量控制,伺服控制等电机驱动技术。

1496367314244056960.png

在聊控制之前,为了更好理解控制,我们先来看看电机的构造。实时应用的电机构造很复杂,但可以简单的理解成:电机由装在里面的转子与装在外面的定子构成(也有相反的电机),转子里面一般放入永久磁石,定子里面一般缠绕铜线。然后在中间插入中轴来带动驱动物体。

image.png

电机技术经过百年的发展,形成了如上的各种分类。电机上使用的磁石属于稀有金属,产量主要分布在中国,近年由于稀土材料的价格高腾,工业界正在积极研究如何减少稀土的使用量,保持性能的同时降低产品成本,是企业也更是工程师永远的课题。如今实际应用中,同步电机得到广泛的采用。

同步电机又以磁石所装入的部位,主要分类为SPM(表面磁石)和IPM(内部磁石):

image.png

SPM电机由于控制简单,早起被工业界所采用,但是这种电机由于磁石装在转子的表面,所以可以利用的动力主要来源于自身的表面磁石。

IPM电机由于可以利用磁石与磁石周围励磁的动力,产生高密度的能量,而且可以通过构造的工夫减少稀土的使用量,所以今年得到更广泛的应用。

SPM电机:

image.png

转子(磁石未插入状态)

image.png

定子(线圈缠绕状态)

我们可以看到,定子铁芯上有斜入的空心,在这里缠绕线圈。斜着是应为可以使磁场平均化(具体请参照相关论文或专利)。

image.png

转子与定子的合体

IPM电机:

image.png

转子(磁石未插入状态)

我们可以看到装磁石的地方分为对称的两条,这是应为想使得励磁的地方得到有效的利用,这个空心对称的角度会影响励磁动力,具体有兴趣的话可以参照各种专利(关于角度问题有很多专利申请)。

image.png

定子(线圈缠绕状态)

image.png

image.png

转子与定子的合体

下面进入正题,聊聊交流电机的控制问题。

image.png

一般的电机驱动变频器如上所示。我们可以看到IGBT的输出与电机的输入都是三相(电压,电流的UVW),而电机里面的磁石只有S和N的两极。同时,三相的UVW属于静止坐标,而电机在运行时属于旋转坐标,那么我们要控制电机就需要按照我们的目的把三相的静止坐标与二相的旋转坐标进行互换。

我们先来俯瞰一下矢量控制的结构图:

image.png

1  2  下一页>  
声明: 本文由入驻OFweek公众平台的作者撰写,除OFweek官方账号外,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

我来说两句

(共0条评论,0人参与)

请输入评论

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

  • 机械
  • 自动化
  • 单片机
  • 猎头职位
更多
X
文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码: