Kio estas kampa orientita kontrolado

Kio estas Kampa Orienta Kontrolo?

Difino de Kampa Orienta Kontrolo

Kampa orienta kontrolado estas sofistika tekniko, kiu administras ak-induktaĵmotorojn per sendependa kontrolo de torkeo kaj magnetfluo, simila al DC-motoroj.

Funkcioprinicipo de Kampa Orienta Kontrolo

La kampa orienta kontrolado konsistas el la regado de statoraj elektraj fluoj, prezentitaj per vektoro. Ĉi tiu kontrolado bazigatas sur projekcioj, kiuj transformas tri-fazan temp- kaj rapiddependan sistemon en du-koordinatan (d kaj q kadron) tempo-invariantan sistemon.

 Ĉi tiuj transformoj kaj projekcioj kondukas al strukturo simila al tiu de DC-maŝinregado. FOC maŝinoj bezonas du konstantojn kiel enigaĵreferencoj: la komponanto de torkeo (aliniĝanta kun la q koordinato) kaj la komponanto de fluo (aliniĝanta kun d koordinato).

La tri-fazaj voltajoj, elektraj fluoj kaj fluoj de AC-motoroj povas esti analizitaj per kompleksaj spaco-vektoroj. Se ni prenas ia, ib, ic kiel momentajn elektrajn fluojn en la statoraj fazoj, tiam la statora elektra fluovektoro estas difinita jene:

Kie, (a, b, c) estas la aksoj de tri-faza sistemo.Ĉi tiu elektroflua spaco-vektoro reprezentas la tri-fazan sinusoidan sistemon. Ĝi devas esti transformita en du-temp invariantan koordinatsistemon. Ĉi tiu transformo povas esti dividadata en du paŝojn:

(a, b, c) → (α, β) (la Clarke-transformo), kiu donas du-koordinatan temp-varian sistemeluaron.

(a, β) → (d, q) (la Park-transformo), kiu donas du-koordinatan temp invariantan sistemeluaron.

La (a, b, c) → (α, β) Projekcio (Clarke-transformo)Tri-fazaj kvantoj, ĉu voltajoj aŭ elektraj fluoj, variadantaj en tempo laŭ la aksoj a, b, kaj c povas matematike transformiĝi en du-fazajn voltajojn aŭ elektrajn fluojn, variadantajn en tempo laŭ la aksoj α kaj β per la sekva transforma matro:

Supozante, ke la akso a kaj la akso α estas laŭ sama direkto, kaj β estas ortogona al ili, ni havas la jenan vektordiagramon:

La supre menciita projekcio modifas la tri-fazan sistemon en la (α, β) du-dimensian ortogonalan sistemon kiel sube statite:

Sed ĉi tiuj du-fazaj (α, β) elektraj fluoj ankoraŭ dependas de tempo kaj rapido.La (α, β) → (d.q) projekcio (Park-transformo)Ĉi tio estas la plej grava transformo en la FOC. Efektive, ĉi tiu projekcio modifas la du-fazan fiksitan ortogonalan sistemon (α, β) en d, q turnantan referencsistemon. La transforma matro estas donita sube:

Kie, θ estas la angulo inter la turnanta kaj fiksita koordinatsistemo.

Se vi konsideras la d akson aliniĝantan kun la rotorfluo, Figuro 2 montras la rilaton de la du referenckadroj por la elektra fluovektoro:

Kie, θ estas la pozicio de la rotorfluo. La torkea kaj fluokomponantoj de la elektra fluovektoro estas determinitaj per la jenaj ekvacioj:

Ĉi tiuj komponantoj dependas de la elektra fluovektorkomponantoj (α, β) kaj de la pozicio de la rotorfluo. Se vi scias la precizan pozicion de la rotorfluo, tiam, per la supra ekvacio, la d, q komponantoj povas facile kalkuliĝi. Je ĉi tiu momento, la torkeo povas direktregiĝi, ĉar la fluokomponanto (isd) kaj la torkekomponto (isq) nun estas sendependaj.

Baza Modulo por Kampa Orienta Kontrolo

Statoraj fazaj elektraj fluoj estas mezuritaj. Ĉi tiuj mezuritaj elektraj fluoj estas enmetitaj en la Clarke-transformblokon. La eligoj de ĉi tiu projekcio estas intitulitaj isα kaj isβ. Ĉi tiuj du komponantoj de la elektra fluo eniras en la Park-transformblokon, kiu provizas la elektran fluon en la d, q referencsistema. 

La isd kaj isq komponantoj estas kontrastitaj kun la referenco: isdref (la fluoreferenco) kaj isqref (la torkeoreferenco). Je ĉi tiu momento, la regstrukturo havas avantagon: ĝi povas uziĝi por regi samsinkronajn aŭ induktajn maŝinojn simple ŝanĝante la fluoreferencon kaj sekigante la pozicion de la rotorfluo. En okazo de PMSM la rotorfluo estas fiksita, determinita per la magnetoj, do ne necesas kreigi unu. 

Do, dum regado de PMSM, isdref devus esti egala al nul. Kiel induktaj motoroj bezonas kreadon de rotorfluo por operi, la fluoreferenco ne devas esti egala al nul. Ĉi tio facile eliminas unu el la ĉefaj malavantaĝoj de la "klasikaj" regulstrukturoj: la portablaĵo de asinkronaj al sinkronaj driviloj. 

La eligoj de la PI-regiloj estas Vsdref kaj Vsqref. Ili aplikatas al la inversa Park-transformbloko. La eligoj de ĉi tiu projekcio estas Vsαref kaj Vsβref, kiuj enmetis al la spaca vektora impulsmalpliigo (SVPWM) algoritmbloko. La eligoj de ĉi tiu bloko provizas signalojn, kiuj diradas la inverteron. Ĉi tie ambaŭ Park kaj inversa Park transformoj bezonas la pozicion de la rotorfluo. Do, la pozicio de la rotorfluo estas esenco de FOC.

La evalvo de la pozicio de la rotorfluo estas diversa se ni konsideras la sinkronan aŭ induktan motoron.En okazo de sinkrona(j) motoro(j), la rotora rapido egalas al la rapido de la rotorfluo. Tiam la pozicio de la rotorfluo estas direkt determinebla per poziciosenzilo aŭ per integriĝo de la rotora rapido.

En okazo de asinkrona(j) motoro(j), la rotora rapido ne egalas al la rapido de la rotorfluo pro glito; do speciala metodo uzigatas por evalvi la pozicion de la rotorfluo (θ). Ĉi tiu metodo uzas modelon de elektra fluo, kiu bezonas du ekvaciojn de la induktmaŝinmodelo en d, q turnanta referencsistema.

Simpligita Diagramo de Indirekta Kampa Orienta Kontrolo

Klasifikado de Kampa Orienta Kontrolo

FOC por la induktmotorodrivilo povas ampleksdividiĝi en du tipojn: Indirekta FOC kaj Direkta FOC skemoj. En DFOC strategio la rotorfluvoko estas aŭ mezurata per mezo de fluxsenzilo montita en la aer-spaco aŭ uzante la voltagajn ekvaciojn ekde la elektramaskinparametroj.

 Sed en okazo de IFOC la rotorfluvoko estas taksita uzante la kamorientajn kontrolajn ekvaciojn (modelon de elektra fluo) postulanta mezuron de la rotora rapido. Inter ambaŭ skemoj, IFOC pli ofte uzigatas, ĉar en fermit-cirkvitmodo ĝi povas facile operi tra la rapida gamo de nula rapido al alta-rapida kampofortigo.

Avantaĝoj de Kampa Orienta Kontrolo

• Plibonigita respondo de torkeo.

• Regado de torkeo je malaltaj frekvencoj kaj malrapideco.

• Dinamika precizeco de rapido.

• Malgrandigo de la grandeco de la motoro, kostoj kaj energokonsumo.

• Operacio en la kvar kvadrantoj.

• Kapaĵkapablo en mallonga tempo.