Kas ir lauka orientēta kontrolē?
Lauka orientētās kontroles definīcija
Lauka orientētā kontrolē (FOC) ir sofistikēta tehnika, kas pārvalda AC indukcijas dzinējus, neatkarīgi kontrolējot momentu un magnetisko plūsmu, līdzīgi kā DC dzinējos.
Lauka orientētās kontroles darbības princips
Lauka orientētā kontrolē ietilpst statora strāvas kontrolēšana, ko pārstāv vektors. Šī kontrolē ir balstīta uz projekcijām, kas transformē trīs fāžu laiku un ātrumu atkarīgu sistēmu divkoordinātu (d un q koordinātes) laika nemainīgā sistēmā.
Šīs transformācijas un projekcijas ved pie struktūras, kas līdzīga DC mašīnas kontrolē. FOC mašīnām ir nepieciešamas divas konstantes kā ievades atsauces: moments komponents (savienojots ar q koordināti) un plūsmas komponents (savienojots ar d koordināti).
Trīsfāžu spriegumi, strāvas un plūsmas AC dzinējos var tikt analizēti, izmantojot kompleksos telpas vektorus. Ja mēs pieņemam ia, ib, ic kā pašreizējo strāvu statora fāzēs, tad statora strāvas vektors tiek definēts šādi:
Kur (a, b, c) ir trīsfāžu sistēmas ass. Šis strāvas telpas vektors pārstāv trīsfāžu sinusoidālo sistēmu. Tas jātransformē divā laika nemainīgajā koordinātu sistēmā. Šo transformāciju var sadalīt divos soļos:
(a, b, c) → (α, β) (Clarke transformācija), kas dāvā divkoordinātu laika mainīgo sistēmu.
(α, β) → (d, q) (Park transformācija), kas dāvā divkoordinātu laika nemainīgo sistēmu.
(a, b, c) → (α, β) Projekcija (Clarke transformācija)Trīsfāžu daudzumi, vai nu spriegumi, vai strāvas, kas mainās laikā pa asi a, b un c, matemātiski var tikt transformēti divfāžu spriegumiem vai strāvām, kas mainās laikā pa asi α un β, izmantojot šādu transformācijas matricu:
Pieņemot, ka ass a un ass α ir vienā virzienā, un β ir ortogonāls tiem, mums ir šāds vektora diagramma:
Šī projekcija modifikē trīsfāžu sistēmu (α, β) divdimensionālā ortogonālā sistēmā, kā norādīts zemāk:
Tomēr šīs divfāžas (α, β) strāvas joprojām atkarīgas no laika un ātruma.(α, β) → (d.q) projekcija (Park transformācija)Šī ir svarīgākā transformācija FOC. Šī projekcija modifikē divfāžu fiksēto ortogonālo sistēmu (α, β) d, q rotējošā atskaites sistēmā. Transformācijas matrica ir norādīta zemāk:
Kur, θ ir leņķis starp rotējošo un fiksēto koordinātu sistēmu.
Ja jūs apsvērat d asi savienoto ar rotora plūsmu, attēls 2 parāda attiecību no abiem atskaites rāmjiem strāvas vektora:
Kur, θ ir rotora plūsmas pozīcija. Moments un plūsmas komponenti strāvas vektora tiek noteikti šādām vienādojumiem:
Šie komponenti atkarīgi no strāvas vektora (α, β) komponentiem un no rotora plūsmas pozīcijas. Ja jūs zināt precīzo rotora plūsmas pozīciju, tad, izmantojot augstāk minēto vienādojumu, d, q komponenti var viegli aprēķināt. Šajā brīdī moments var tiekt tieši kontrolēts, jo plūsmas komonents (isd) un moments komonents (isq) tagad ir neatkarīgi.
Pamatmodulis Lauka Orientētai Kontrolei
Statora fāžu strāvas tiek mērītas. Šīs mērītās strāvas tiek ievadītas Clarke transformācijas blokā. Šīs projekcijas izvadi ir nosauktas isα un isβ. Šie divi strāvas komponenti ienāk Park transformācijas blokā, kas sniedz strāvas d, q atskaites sistēmā.
Isd un isq komponenti tiek salīdzināti ar atsauces: isdref (plūsmas atsauce) un isqref (momenta atsauce). Šajā brīdī kontrolēšanas struktūrai ir priekšrocība: to var izmantot gan sinhronajiem, gan indukcijas dzinējiem, vienkārši mainot plūsmas atsauce un sekot rotora plūsmas pozīcijai. PMSM gadījumā rotora plūsma ir fiksēta, noteikta magnētiem, tāpēc nav vajadzīga tās radīšana.
Tāpēc, kontrolējot PMSM, isdref vajadzētu būt vienādam ar nulli. Kā indukcijas dzinējiem ir nepieciešama rotora plūsmas radīšana, lai darbotos, plūsmas atsauce nedrīkst būt vienāda ar nulli. Tas viegli novērš vienu no galvenajām "klasiskās" kontrolēšanas struktūru trūkumiem: portatīvību no asinhronajiem uz sinhronajiem pogājiem.
PI regultoru izvadi ir Vsdref un Vsqref. Tie tiek piemēroti inversā Park transformācijas blokam. Šīs projekcijas izvadi Vsαref un Vsβref tiek ievadītas telpas vektora pulsskaitīšanas (SVPWM) algoritma blokā. Šī bloka izvades nodrošina signālus, kas pārvalda inverteri. Šeit gan Park, gan inversā Park transformācijas nepieciešama rotora plūsmas pozīcija. Tāpēc rotora plūsmas pozīcija ir FOC esence.
Rotora plūsmas pozīcijas novērtēšana ir dažāda, ja ņemam vērā sinhrono vai indukcijas dzinēju.Sinhrono dzinēju gadījumā rotora ātrums ir vienāds ar rotora plūsmas ātrumu. Tad rotora plūsmas pozīcija tiek tieši noteikta pozīcijas sensora vai rotora ātruma integrācijas palīdzībā.
Asinhrono dzinēju gadījumā rotora ātrums nav vienāds ar rotora plūsmas ātrumu, tāpēc izmanto speciālu metodi, lai novērtētu rotora plūsmas pozīciju (θ). Šī metode izmanto strāvas modeli, kas prasa divus indukcijas dzinēja modeļa vienādojumus d, q rotējošā atskaites sistēmā.
Apkopota Nepряямая транскрипция текста невозможна, так как текст уже переведен на латышский язык. Если у вас есть дополнительные инструкции или другой текст для перевода, пожалуйста, дайте знать.
