关键字 |
| 无刷直流电机、矢量控制、空间矢量PWM。 |
介绍 |
| 的直流无刷电机是同步电机采用直流电源通过逆变器或开关电源产生交流电信号驱动电动机。交流绕组的定子由明星或δ连接,转子由永久磁铁组成。刷电机等行业的使用电器、汽车、航空航天、消费、医疗、工业自动化设备和仪器。刷电机有很多优势在刷直流电机和感应电动机。这些是: |
| 1。高转矩重量比 |
| 2。更多的扭矩/瓦(提高效率) |
| 3所示。增加可靠性 |
| 4所示。减少噪音 |
| 5。长生命周期 |
| 6。消除电离从换向器火花 |
| 7所示。减少电磁干扰 |
| 8。更容易传导冷却 |
| 9。更好的功率因数。 |
| 电机的速度可以控制使用开环控制。但精确的速度控制是必要的在各种应用程序中,这可以通过封闭循环速度控制。矢量控制电机系统是一种重要的技术,特别是那些使用永久磁铁(PM)。它提供了一个有效的方法来控制的同步电动机调速驱动的应用程序快速变化的负载,并且可以提高交流感应电动机的功率效率,尤其是在较低的速度。这并不意味着向量控制技术完全可以用于感应电动机的功率效率。无刷直流电机本身,非常有效(96%),但在刷马达,通过实现矢量控制可以在很大程度上减少转矩脉动,导致一种改进的性能。在过去的几年中电气传动控制领域经历了快速扩张由于半导体器件的技术改进。新的电子微处理器和需求方提供惊人的计算速度使有效矢量控制交流驱动器的发展以更低的功耗和更精确的控制。 |
| 无刷直流电机模型是基于假设铁和杂散损失以及由于定子感应电流谐波字段是被忽视的。汽车被认为是一个三相电动机。 |
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| ia, ib和ic是定子电流的每个阶段。诱导动势ea, eband ec假定梯形与Ep的峰值,派生 |
 =λpω米 |
| 其中N是导体的数量每相串联,v是速度,l是导体的长度,r是转子孔的半径,ω米是角速度,B是场的通量密度的导体放置。 |
| 通量密度B仅仅是由于转子磁体。产品(Blr),表示随着φa通量的维度,对气隙磁通φg直接成比例。 |
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| 通量和导体的数量在系列通量连杆的尺寸和用λp。因为它正比于通量联系倍1 /Π,它被称为通量联系修改。 |
| 通过拉普拉斯变换方法,每个阶段的电压可以写成 |
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| 从上面的方程我们获得每相电流 |
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| 力学方程 |
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| 其中T新兴市场(t)是发达电磁转矩,ω(t)是转子角速度,B是粘滞摩擦常数,J是转子转动惯量和tl负载转矩。 |
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| 动势可以写成 |
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| 可以写成的力矩 |
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| 相感应电动势 |
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| 一个梯形的形状的感应电磁辐射。它可以观察到,相电压方程是相同的直流电机的电枢电压方程。这是这台机器命名的原因之一是永磁无刷直流电机,即使它是一种交流电机。 |
病媒控制 |
| 气隙磁通联系的振动将导致电磁转矩振荡,从而反映速度的变化,这是不可取的。他励直流驱动器更简单在控制独立控制流量,当保持不变,导致一个独立控制转矩。这种控制策略可以应用在ac驱动器的情况下,被称为矢量控制。 |
| 电机通过一个电压源逆变器控制。耦合到一个直流转速器,输出的是实际的转子速度ωr。这是相对于参考速度ωr *。误差放大和有限的生产q -轴参考电流。这是与实际的q -从电动机轴电流和误差放大和有限的PI控制器。同样d-axis电流参考,作为零是与实际的d -轴电流和错误再次放大和有限的。这些电流转换为a - b - c参考系,然后作为输入脉冲宽度调制电路提供。本文旨在比较研究反应的两种不同方法的脉冲宽度调制,正弦脉宽调制和空间矢量PWM时用于矢量控制的无刷直流电机。 |
比较正弦脉宽调制和空间矢量PWM的控制无刷直流电机 |
| 一个。正弦脉宽调制 |
| 脉冲宽度调制的过程修改脉冲序列的脉冲的宽度,一个小的控制信号成正比;控制电压越大,越宽脉冲。通过使用所需频率的正弦信号作为PWM电路的控制电压,可以产生一个高功率上升呈现正弦波形的平均电压的方式适合驾驶ac马达。 |
| B。空间矢量脉宽调制 |
| 调制技术的主要目的是获取变量输出最大基本组件最小谐波。空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法是一种先进的;计算密集型的PWM方法和可能的最佳技术变频驱动的应用程序。由于约束,绝不能做空行和输出电流的输入必须是连续的,一个电压源逆变器可以假设只有8个不同的拓扑。这八个拓扑产生一个非零的输出电压和被称为零开关状态和剩下的两个拓扑产生一个输出电压为零,被称为零切换状态。 |
| 图4描述了矢量控制框图的无刷直流电机实现空间矢量PWM或正弦脉宽调制。电机的实际速度与速度参考。错误的PI控制器和有限。由此产生的信号称为转矩参考电流。这是与实际电流相比,从电动机获得克拉克和公园的转换电流后,定子电流。当前与零参考电流。错误再次放大和有限和输出PWM的块。 |
| 正弦脉宽调制和空间矢量PWM的比较清楚地显示,因此速度和转矩波动,当前波形时更好的为空间矢量调制实现矢量控制电路。图5和6显示的速度波形正弦脉宽调制和空间。给出参考时速1500作为输入。在正弦PWM速度波动更。同样的电流波形图7至10所示。这也表明,当前对SVPWM波形更好。 |
结论 |
| 在这篇文章中,电流和速度波形的比较都是当正弦脉宽调制和SVPWM实现无刷直流电机的磁场定向控制。仿真结果表明,速度和转矩波动不大,空间矢量调制策略是实现矢量控制电机。因此可以得出结论,电机驱动系统的整体性能改进的空间矢量调制技术时使用的系统。 |
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数据乍一看 |
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| 图1 |
图2 |
图3 |
图4 |
图5 |
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| 图6 |
图7 |
图8 |
图9 |
图10 |
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引用 |
- r·克里希,“电动马达驱动器的建模、分析和控制,”普伦蒂斯霍尔2001年。
- (Yu Arefeen穆罕默德,IssaPanahi。1997年,“回顾三个PWM技术”新墨西哥美国控制程序ConferenceAlbuquerque。257 - 261页。
- AnshumanTripathi Ashwin m . Khambadkone”,转矩脉动分析和动态性能的交流驱动BasedControl空间矢量调制方法”,IEEE电力电子,20卷,没有。2、2005年3月。
- 闻喜姚明,Haibing胡,正宇,“比较多电平逆变器的空间矢量调制和舰载调制”,IEEE电力电子,23卷,没有。2008年1月1日。
- 博士约瑟夫·约翰P, s .苏雷什·库马尔,“基于空间矢量调制的面向领域的无刷直流电机控制方案”,ICETECT学报》2011
- Bimal k . Bose现代电力电子和AC驱动程序。后悔。
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=λpω米
