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類型分類：: 科普知識(shí)

數(shù)據(jù)分類：: 伺服電機(jī)

交流感應(yīng)伺服電機(jī)的矢量控制

發(fā)布日期：2022-10-09 點(diǎn)擊率：148

矢量控制理論最先是在1971年由德國(guó)學(xué)者F.Blachke提出的。在伺服系統(tǒng)中，直流伺服電機(jī)能獲得優(yōu)良的動(dòng)態(tài)與靜態(tài)性能，其根本原因是被控制只有電機(jī)磁通Ф和電樞電流I_a，且這兩個(gè)量是獨(dú)立的。此外，電磁轉(zhuǎn)矩（T_m=K_T Ф I_a）與磁通Ф和電樞電流I_a分別成正比關(guān)系。因此，控制簡(jiǎn)單，性能為線性。如果能夠模擬直流電機(jī)，求出交流電機(jī)與之對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)與電樞電流，分別而獨(dú)立地加以控制，就會(huì)使交流電機(jī)具有與直流電機(jī)近似的優(yōu)良特性。為此，必須將三相交變量（矢量）轉(zhuǎn)換為與之等效的直流量（標(biāo)量），建立起交流電機(jī)的等效模型，然后按直流電機(jī)的控制方法對(duì)其進(jìn)行控制。
下圖所示三相異步交流電機(jī)在空間上產(chǎn)生一個(gè)角速度為ω₀的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)Φ。如果用圖b中的兩套空間相差90⁰的繞組α和β來(lái)代替，并通以兩相在時(shí)間上相差90⁰的交流電流，使其也產(chǎn)生角速度為ω₀的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)Φ,則可以認(rèn)為圖a和圖b中的兩套繞組是等效的。若給圖c所示模型上兩個(gè)互相垂直繞組d 和 q，分別通以直流電流i_d 和i_q ，則將產(chǎn)生位置固定的磁場(chǎng)Φ,如果再使繞組以角速度ω₀旋轉(zhuǎn)，則所建立的磁場(chǎng)也是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其幅值和轉(zhuǎn)速也與圖a一樣。

按照磁勢(shì)與電流成正比關(guān)系，可求得對(duì)應(yīng)的電流值i_α 和 i_β 。

三相交流磁勢(shì)的變換

    除磁勢(shì)的變換外，變換中用到的其它物理量，只要是三相平衡量與二相平衡量，則轉(zhuǎn)換方式相同。這樣就將三相電機(jī)轉(zhuǎn)換為二相電機(jī)。
    矢量旋轉(zhuǎn)變換
    將三相電機(jī)轉(zhuǎn)化為二相電機(jī)后，還需將二相交流電機(jī)變換為等效的直流電機(jī)。若設(shè)d為激磁繞組，通以激磁電i_d，q為電樞繞組，通以電樞電流i_q ，則產(chǎn)生固定幅度的磁場(chǎng)Φ，在定子上以角速度ω₀旋轉(zhuǎn)。這樣就可看成是直流電機(jī)了。將二相交流電機(jī)轉(zhuǎn)化為直流電機(jī)的變換，實(shí)質(zhì)就是矢量向標(biāo)量的轉(zhuǎn)換，是靜止的直角坐標(biāo)系向旋轉(zhuǎn)的直角坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換。這里，就是把i_α 和 i_β 轉(zhuǎn)化為 i_d 和 i_q ，轉(zhuǎn)化條件是保證合成磁場(chǎng)不變。i_α 和 i_β的合成矢量是 i₁，將其在Φ方向及垂直方向投影，即可求得i_d 和 i_q 。 i_d 和 i_q 在空間以角速度ω₀旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)換公式為

采用矢量變換的感應(yīng)電機(jī)具有和直流電機(jī)一樣的控制特點(diǎn)，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，電機(jī)容量不受限制，與同等直流電機(jī)相比機(jī)械慣量小。
采用矢量變換的感應(yīng)電機(jī)具有和直流電機(jī)一樣的控制特點(diǎn)，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，電機(jī)容量不受限制，與同等直流電機(jī)相比機(jī)械慣量小。

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