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交流電機(jī)在定子坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型

    許多剛進(jìn)入電子行業(yè)、自動(dòng)化行業(yè)的人對(duì)電子電路、數(shù)字電路等有疑問。因?yàn)閯傔M(jìn)入這個(gè)行業(yè)的人不知道,所以接觸變頻器的維護(hù)時(shí)必須熟悉。
    所謂“模似電子電路”實(shí)際上是相對(duì)于數(shù)字電路的。


    變頻器是將工頻(50Hz或60Hz)轉(zhuǎn)換成各種頻率的交流電源,實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速可調(diào)的裝置,其中控制電路控制主電路,整流電路將交流電轉(zhuǎn)換成DC,DC中間電路平滑濾波整流電路的輸出,逆變電路將DC再次逆變?yōu)榻涣麟?。像矢量控制變頻器這樣的變頻器需要大量的操作,有時(shí)也需要一個(gè)CPU來進(jìn)行力矩計(jì)算,并相應(yīng)地有一些電路。這個(gè)定義在變頻器維修中是常見的。

    轉(zhuǎn)換器有多種分類方法,根據(jù)主電路的工作模式可分為電壓型和電流型。根據(jù)工作原理,可分為PAM控制轉(zhuǎn)換器、PWM控制轉(zhuǎn)換器、PWM控制轉(zhuǎn)換器和高載頻PWM控制轉(zhuǎn)換器。根據(jù)使用情況,可分為普通變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器。在維護(hù)中,根據(jù)其用途可分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器。
    變頻器的非智能控制方式主要有V/f協(xié)調(diào)控制、差頻控制、矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制等。v/f控制是為了獲得理想的扭矩-速度特性,它基于一種既保證電機(jī)磁通量不變,又能改變電源頻率進(jìn)行調(diào)速的思想,一般的變頻器都采用這種控制方式。變頻器的V/f控制結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,但這種變頻器采用開環(huán)控制,不能達(dá)到高的控制性能,而且,在低頻時(shí),必須通過扭矩補(bǔ)償來改變其低頻特性。

    轉(zhuǎn)差頻率控制基于V/f控制,根據(jù)異步電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速和電源頻率的關(guān)系,根據(jù)所期望的扭矩調(diào)整變頻器的輸出頻率,實(shí)現(xiàn)變頻器的輸出頻率控制,實(shí)現(xiàn)異步電機(jī)的輸出頻率控制。該矢量控制通過矢量坐標(biāo)電路控制電機(jī)定子電流的大小和相位,在D、Q、0坐標(biāo)軸下實(shí)現(xiàn)電機(jī)勵(lì)磁電流和扭矩電流的分別控制,實(shí)現(xiàn)電機(jī)扭矩的控制。

    同時(shí),通過控制各矢量的作用順序、作用時(shí)間和零矢量的作用時(shí)間,可以形成各種PWM波,實(shí)現(xiàn)不同的控制目的。利用空間矢量坐標(biāo)的概念,分析交流電機(jī)在定子坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型,控制電機(jī)的磁鏈和扭矩,通過檢測(cè)電機(jī)的磁鏈和扭矩,實(shí)現(xiàn)對(duì)定子電阻的觀測(cè),省去了矢量控制等復(fù)雜變化的運(yùn)算,使系統(tǒng)直觀簡(jiǎn)潔,計(jì)算速度和精度大大提高了矢量控制。
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