Maydoniy yoqlanish nima?

Maydoniy boshqaruv nima?

Maydoniy boshqaruv tushunchasi

Maydoniy boshqaruv - bu so'zli maydoniy induktsiya elektr motorlarini torq va magnit maydonni mustaqil ravishda boshqaradigan murakkab usuldir, bu DC motorlariga o'xshash.

Maydoniy boshqaruv ishlash printsipi

Maydoniy boshqaruv stator toklarini vektor orqali boshqaradi. Bu boshqaruv uch fazada va tezlikka bog'liq bo'lgan sistemani ikki koordinatali (d va q koordinatalari) vaqtga bog'liqsiz sistemaga aylantiradigan proyektsiyalarga asoslanadi.

 Bu transformatsiyalar va proyektsiyalar DC mashinlari boshqaruv tuzilmasiga o'xshash strukturgacha yetkazadi. FOC mashinalari uchun ikkita doimiy kiritma ma'lumotlari kerak: torq komponenti (q koordinatasi bilan teng) va maydon komponenti (d koordinatasi bilan teng).

AC-motorlardagi uch fazadagi voltaj, tok va maydonlar kompleks fazalik vektorlar orqali tahlil qilinishi mumkin. Agar ia, ib, ic ni stator fazalaridagi hozirgi toklar deb olsak, stator tok vektorigi quyidagicha aniqlanadi:

Bu yerda, (a, b, c) uch fazali sistemaning o'qilari. Bu tok fazalik vektori uch fazali sinusoidal sistemani ifodalaydi. U ikki koordinatali vaqtga bog'liqsiz sistemaga aylantirilishi lozim. Bu transformatsiya ikkita bosqichga bo'linishi mumkin:

(a, b, c) → (α, β) (Clarke transformatsiyasi), bu ikki koordinatali vaqtga bog'liq sistemani chiqaradi.

(a, β) → (d, q) (Park transformatsiyasi), bu ikki koordinatali vaqtga bog'liqsiz sistemani chiqaradi.

(a, b, c) → (α, β) Proyektsiyasi (Clarke transformatsiyasi)Uch fazadagi kattaliklar, ya'ni voltaj yoki toklar, a, b va c o'qlarda vaqt bo'yicha o'zgarishlari matematik ravishda α va β o'qlarda vaqt bo'yicha o'zgarishlari uchun ikki fazadagi voltaj yoki toklarga aylanishi mumkin quyidagi transformatsiya matritsasi orqali:

Agar a o'qi va α o'qi bir xil yo'nalishda bo'lsa va β ularning ortogonal bo'lsa, quyidagi vektor diagrammamiz bo'ladi:

Yuqoridagi proyektsiya uch fazali sistemani (α, β) ikki o'lchovli ortogonal sistemaga aylantiradi, quyidagicha:

Ammo bu ikki fazali (α, β) toklar hali ham vaqt va tezlikka bog'liq. (α, β) → (d, q) proyektsiyasi (Park transformatsiyasi) Bu FOC-da eng muhim transformatsiyadir. Bu proyektsiya ikki fazali sabit ortogonal sistemani (α, β) d, q aylanuvchi referensiyali sistemaga aylantiradi. Transformatsiya matritsasi quyidagicha berilgan:

Bu yerda, θ aylanuvchi va sabit koordinatalar orasidagi burchak.

Agar d o'qini rotorni maydon fluxi bilan tarjima qilsangiz, Rasm 2 ikki referensiya ramkasidagi tok vektorining munosabatini ko'rsatadi:

Bu yerda, θ rotorni maydon fluxi pozitsiyasi. Tok vektorining torq va maydon komponentlari quyidagi tenglamalar orqali aniqlanadi:

Bu komponentlar tok vektorining (α, β) komponentlariga va rotorni maydon fluxi pozitsiyasiga bog'liq. Agar aniq rotorni maydon fluxi pozitsiyasini bilgan bo'lsangiz, yuqorida berilgan tenglama orqali d, q komponentlari oson hisoblanishi mumkin. Bu paytda, torq tozalash bilan torq komponenti (isd) va maydon komponenti (isq) endi mustaqil.

Maydoniy boshqaruv uchun asosiy modul

Stator fazalari toklari o'lchanadi. Bu o'lchanayotgan toklar Clarke transformatsiyasi blokiga kiritiladi. Bu proyektsiyadan chiqqan natijalar isα va isβ deb ataladi. Bu tokning ikkita komponenti Park transformatsiyasi blokiga kiritiladi va d, q referensiyali framenda tokni taqdim etadi. 

Isd va isq komponentlari quyidagilarni solishtiradi: isdref (maydon referensiyasi) va isqref (torq referensiyasi). Bu paytda, boshqaruv tuzilmasi quyidagi afzalligiga ega: uning yordamida sinkron yoki induksiya mashinalarni boshqarish mumkin, faqat maydon referensiyasini o'zgartirib, rotor maydon flux pozitsiyasini kuzatish orqali. PMSM holatida rotor maydon fluxi magnitlar tomonidan belgilangan, shuning uchun uni yaratish shart emas. 

Shuning uchun, PMSM-ni boshqarishda isdref nolga teng bo'lishi kerak. Induktsiya motorlari ishlay olishi uchun rotor maydon fluxini yaratish talab qiladi, shuning uchun maydon referensiyasi nolga teng bo'lmasligi kerak. Bu "klassik" boshqaruv tuzilmalarining asosiy kamchiliklaridan birini olib tashlaydi: asinkrondan sinkron elektrodvigatelgacha portativlik. 

PI regulyatorlar chiqqilari Vsdref va Vsqref. Ular invers Park transformatsiyasi blokiga taqdim etiladi. Bu proyektsiyadan chiqqan natijalar Vsαref va Vsβref bo'lib, ular fazalik vektor puls modulyatsiyasi (SVPWM) algoritmi blokiga taqdim etiladi. Bu blokning chiqqilari invertorni haydab boradigan signalni taqdim etadi. Shu yerda hem Park va hem invers Park transformatsiyalar rotorni maydon flux pozitsiyasiga ehtiyoj duymaydi. Demak, rotorni maydon flux pozitsiyasi FOC uchun asosiydir.

Rotorni maydon flux pozitsiyasini baholash sinkron yoki induksiya motorlarni hisobga olganda farq qiladi.Sinkron motorlarda, rotor tezligi rotorni maydon flux tezligiga teng. Shunday qilib, rotorni maydon flux pozitsiyasi pozitsiya sensori yoki rotor tezligining integratsiyasi orqali aniq topiladi.

Asinkron motorlarda, rotor tezligi rotorni maydon flux tezligiga teng emas, chunki slip mavjud; shuning uchun rotorni maydon flux pozitsiyasini (θ) baholash uchun maxsus usul ishlatiladi. Bu usul tok modelidan foydalanadi, bu model induksiya motor modelidagi d, q aylanuvchi referensiyali framendagi ikki tenglamaga ehtiyoj duymaydi.

Murakkab emas maydoniy boshqaruv blok diagrammasi

Maydoniy boshqaruv tushunchalari

Induktsiya motorlari uchun FOC keng maslahatlar bilan ikkita turka ajratilishi mumkin: Murakkab emas FOC va To'g'ri FOC shemalari. DFOC strategiyasida rotor maydon flux vektori elektr mashin parametrlaridan boshlab voltaj tenglamalaridan yoki aero dinamik shircha ichidagi maydon sensori yordamida o'lchanadi.

Lekin IFOC holatida rotor maydon flux vektori maydoniy boshqaruv tenglamalaridan (tok modeli) foydalanib, rotor tezligi o'lchovini talab qiladi. Ikki shema orasidan, IFOC ko'proq ishlatiladi, chunki yopiq tsikl rejimida u nol tezlikdan yuqori tezlikgacha maydon zayıflashi rejimida ishlov berishi mumkin.

Maydoniy boshqaruvning afzalliklari

• Torq javobini yaxshilash.

• Past chastotalarda va past tezliklarda torqni boshqarish.

• Dinamik tezlik aniqlik.

• Motor hajmining kamayishi, narxi va energiya sarfi.

• To'rt kvadrant ish rejimi.

• Qisqa muddatli yuklanish imkoniyati.