Stiúir Chomhshóilide

Mótráil AC inainmhitheacha oireann roinnt carachtar oibre maith cosúil le hardacht, ionsaitheacht agus éadrom controllaí. Tá iad in úsáid go forleathan i réimsí éagsúla, ó chórais uathraithe riaracháin teicneolaíochta chun éadbhaileanna bhaile. Ach, is gnách go bhfuil sé deacair a úsáid ar an gceart mar gheall ar an modh matamaiticiúil casta agus ar an gcineál neamhshíorach le linn saotharlachais. Is minic a dhéanann na cúrsaí seo an controll áiríte mótrála níos deacra agus tá a lorg a dhéanamh ar algoritme controllaí ardfhéidearthachta cosúil le rialú veicteoir.

Úvod do Rialú Inainmhitheach

Tá aonchruthúchán controllaí cosúil leis an "V/Hz" straitéis le teorainn i dtaobh feidhmchláir. An modh aonchruthúcháin do mhótráil inainmhitheacha cruthaíonn oscilteoireachta ar an dtorque atá bunaithe. Mar sin, chun feidhmchlár dinimiciúil níos fearr a bhaint amach, tá scéim controllaí níos airde riachtanach do Mhótráil Inainmhitheach. Leis na cumas matamaiticiúla atá ar fáil ag micro-controller, digital signal processors agus FGPA, is féidir straitéis controllaí casta a chur i bhfeidhm chun an torque agus na fuinneamh inainmhitheacha a shínseáil sna mótráil AC inainmhitheacha. Tá an torque shínseáilte agus an fluks inainmhitheach go coitianta a thugtar rothar Rialú Fluks Inainmhitheach (FOC).

Rialú Inainmhitheach léiríonn an modh inar bhunaithe an controll ar torque agus luas go díreach ar staid eilectromagnta an mhótráil, mar atá i mótráil DC. Is é FOC an chéad teicneolaíocht a chontrollaíonn na hathruithe "fíriciúla" controllaí torque agus fluks. Leis an sínseáil idir na comhpháirt fluks stator (inainmhitheach agus torque), is féidir an comhpháirt torque den fluks stator a chontrolláil neamhspleách. Le controll sínseáilte, ag luasan íseal, is féidir an staid inainmhitheach an rothair a choimeád ag an leibhéal cuí, agus is féidir an torque a chontrolláil chun an luas a rialú.
"Tá FOC go díreach fhorbairthe do úsáid mhótráil ard-fhéidearthachta atá in ann oibriú go sothuileach ar an raon luas casta, a chuirfidh an torque iomlán ag luas núill, agus atá in ann é a spreagadh agus a chosc go tapa."

Prionsabal Oibre Rialú Inainmhitheach

Consistíonn an rialú inainmhitheach i rialú na curntaí stator a léirítear trí vheictóir. Tá an controll seo bunaithe ar thaispeántais a athraíonn córas trí phhás faoi stiúir am agus luas go córas dhá chomhordan (d agus q frame) gan athrú le hime. D'fhágann na hathruithe agus na taispeántais seo struchtúr cosúil le controll máchine DC. Tá dhá chostantach riachtanach mar iontráil do mháchine FOC: an comhpháirt torque (coimeád leis an q coordinate) agus an comhpháirt fluks (coimeád leis an d coordinate).
Is féidir na voltáid trí phhás, curntaí agus fluksanna na mótráil AC a chur i bhfeidhm trí vheictóir spás casta. Má ghlacaimis ia, ib, ic mar churnta iomaíochta i bhpás stator, ansin is é an vheictóir curnta stator a mheastar mar leanas:

Áit, (a, b, c) is iad na aicsí córas trí phhás.

Seo an vheictóir spás curnta a léiríonn an córas trí phhás sinusoida. Tá sé riachtanach é a athrú go córas dhá chomhordan nach bhfuil ag athrú le hime. Is féidir an athrú seo a roinnt i dhá céim:
(a, b, c) → (α, β) (an athrú Clarke), a thugann torthaí dhá chomhordan time variant system.
(a, β) → (d, q) (an athrú Park), a thugann torthaí dhá chomhordan time invariant system.
An (a, b, c) → (α, β) Projection (Athrú Clarke)
Is féidir tréimhse a athrú go matamaiticiúil i mbreis a, b, agus c a athrú go dhá phhás voltáid nó curnta, ag athrú tréimhse i mbreis α agus β leis an matríse athraithe seo:

Ag achoimre go bhfuil an aics a agus an aics α ag an aics céanna agus β orthogonach leo, tá an diagram vheictóir seo againn:

Athraíonn an taispeántas seo an córas trí phhás go córas dhá chomhordan (α, β) orthogonach cosúil leis an méid seo a leanas:

Ach i gcónaí tá na curnta (α, β) seo orthogonach ag brath ar am agus luas.
An (α, β) → (d.q) projection (Park transformation)
Is é seo an t-athrú is tábhachtaí sa FOC. Athraíonn an taispeántas seo an córas dhá chomhordan orthogonach (α, β) orthogonach go córas rothlúcháin (d, q). Is é an matríse athraithe seo a leanas:

Áit, θ is é an uillinne idir an córas rothlúcháin agus an córas comhordana.
Má ghlacaimis gur coimeádte an aics d leis an fluks rothar, léiríonn an Bhille 2 an gaol ón dá córas comhordana don vheictóir curnta:

Áit, θ is é an staid fluks rothar. Tá an torque agus na fluksanna den vheictóir curnta bunaithe ar na cothromóidí seo a leanas:

Bhunú ar na comhpháirteanna (α, β) an vheictóir curnta agus ar an staid fluks rothar. Má tá an staid fluks rothar cruinn, is féidir an d, q component a ríomh go héasca. Ag an am seo, is féidir an torque a chontrolláil go díreach mar gur neamhspleách an comhpháirt fluks (isd) agus an comhpháirt torque (isq) anois.

Modúil Bunúsach do Rialú Inainmhitheach

Tá na curnta phhás stator meartha. Tá na curnta meartha seo curtha isteach sa chloch athraithe Clarke. Tá na torthaí den taispeántas seo darbh ainm isα agus isβ. Tá na dhá chomhpháirt den curnta seo isteach sa chloch athraithe Park a thugann an curnta sa chomhordán d, q. Tá na comhpháirteanna isd agus isq i gcomparáid leis na seónra: isdref (an seónra fluks) agus isqref (an seónra torque). Ag an am seo, tá beartaireacht an controll le feidhm: is féidir é a úsáid chun rialú máchine síncronach nó inainmhitheacha trí athrú ar an seónra fluks agus tríd an staid fluks rothar a dhíriú. I gcás PMSM, is fluks rothar a bheith sealbhaithe ag na magneataí, níl aon gá ceann a chruthú. Mar sin, nuair a chontrollaímid PMSM, ba chóir go mbeadh isdref cothrom le zero. Mar gheall ar an gcaoi ar mótráil inainmhitheacha ag cruthú fluks rothar chun oibriú, ní mór an seónra fluks a bheith cothrom le zero. Seo a dhéanann é a chur as aon de na príomhionchúiseanna an "classic" controll structúr: an portability ó drives asynchroin go drives synchroin. Tá na torthaí den PI controllers Vsdref agus Vsqref. Tá siad curtha isteach sa chloch athraithe Park invers. Tá na torthaí den taispeántas seo Vsαref agus V