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矢量控制是將異步電動(dòng)機(jī)的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流分量 (勵(lì)磁電流) 和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量 (轉(zhuǎn)矩電流) 分別加以控制,并同時(shí)控制兩分量間的幅值和相位,即控制定子電流矢量,所以稱這種控制方式稱為矢量控制方式。
簡(jiǎn)單的說(shuō),矢量控制就是將磁鏈與轉(zhuǎn)矩解耦,有利于分別設(shè)計(jì)兩者的調(diào)節(jié)器,以實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電機(jī)的高性能調(diào)速。矢量控制方式又有基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式、無(wú)位置傳感器矢量控制方式和有位置傳感器的矢量控制方式等。這樣就可以將一臺(tái)三相異步電機(jī)等效為直流電機(jī)來(lái)控制,因而獲得與直流調(diào)速系統(tǒng)同樣的靜、動(dòng)態(tài)性能。
采用矢量控制方式的通用變頻器不僅可在調(diào)速范圍上與直流電動(dòng)機(jī)相匹配,而且可以控制異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。由于矢量控制方式所依據(jù)的是準(zhǔn)確的被控異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù),有的通用變頻器在使用時(shí)需要準(zhǔn)確地輸入異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù),有的通用變頻器需要使用速度傳感器和編碼器。鑒于電機(jī)參數(shù)有可能發(fā)生變化,會(huì)影響變頻器對(duì)電機(jī)的控制性能,并根據(jù)辨識(shí)結(jié)果調(diào)整控制算法中的有關(guān)參數(shù),從而對(duì)普通的異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行有效的矢量控制。
以異步電動(dòng)機(jī)的矢量控制為例:
它首先通過(guò)電機(jī)的等效電路來(lái)得出一些磁鏈方程,包括定子磁鏈,氣隙磁鏈,轉(zhuǎn)子磁鏈,其中氣隙磁鏈?zhǔn)沁B接定子和轉(zhuǎn)子的。一般的感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流不易測(cè)量,所以通過(guò)氣隙來(lái)中轉(zhuǎn),把它變成定子電流。然后,有一些坐標(biāo)變換,首先通過(guò)3/2變換,變成靜止的d-q坐標(biāo),然后通過(guò)前面的磁鏈方生的單位矢量來(lái)得到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下的類似于直流機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流分量和磁場(chǎng)電流分量,這樣就實(shí)現(xiàn)了解耦控制,加快了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。最后再經(jīng)過(guò)2/3變換,產(chǎn)生三相交流電去控制電機(jī),這樣就獲得了良好的性能。
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