ვექტორული კონტროლი

AC ინდუქციური მოტორები თავისი ფუნქციონირებით განიხილება როგორც რბილი, დამნაშავე და მარტივი კონტროლის მქონე. ისინი ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა სფეროებში, როგორიცაა სამიზნე მოძრაობის კონტროლის სისტემები და სახლის ტექნიკა. თუმცა, ინდუქციური მოტორების უზრუნველყოფა უმაღლეს ეფექტურობით წარმოადგენს საპირისპირო ამოცანას მათ რთული მათემატიკური მოდელისა და სატეხის დროს არაწრფივი ქვემოდგენის გამო. ეს ფაქტორები ინდუქციური მოტორის კონტროლს რთულად ხდის და მოითხოვს მაღალ პერფორმანსის კონტროლის ალგორითმების გამოყენებას, როგორიცაა ვექტორული კონტროლი.

ვექტორული კონტროლის შესახებ

სკალარული კონტროლი, როგორიცაა "V/Hz" სტრატეგია, შეზღუდულია თავისი პერფორმანსით. სკალარული კონტროლის მეთოდი ინდუქციური მოტორებისთვის წარმოქმნის რხევებს წარმოებულ მომუშავებაზე. ამიტომ, უკეთესი დინამიური პერფორმანსის მისაღებად, საჭიროა უფრო მაღალი ხარისხის კონტროლის სქემა. მიკროკონტროლერების, ციფრული სიგნალის პროცესორების და FGPA-ს მიერ შესაძლებელი მათემატიკური დამუშავების კაპაციტეტის საშუალებით, შესაძლებელია დარჩენის და მომუშავების ფუნქციების დეკუპლირება AC ინდუქციური მოტორის შემთხვევაში. ეს დეკუპლირებული მომუშავება და დენი ხშირად უწოდებენ როტორის ვექტორული კონტროლი (FOC).

ვექტორული კონტროლი აღწერს იმ გზას, რომლითაც მომუშავების და სიჩქარის კონტროლი დირექტულად დამყარებულია მოტორის ელექტრომაგნიტურ მდგომარეობაზე, ასევე როგორც მასში არის შემთხვევაში DC მოტორი. FOC არის პირველი ტექნოლოგია, რომელიც კონტროლის მართლაც მოტორის კონტროლის ცვლადებს, როგორიცაა მომუშავება და დენი. სტატორის დენის კომპონენტების (დენის და მომუშავების) დეკუპლირებით, სტატორის დენის მომუშავების წარმოქმნის კომპონენტი შესაძლებელია დადგინდეს დამუშავების დამოკიდებულების გარეშე. დეკუპლირებული კონტროლი, დაბალი სიჩქარეების შემთხვევაში, შესაძლებელია დაინახოს როტორის დენის შესაბამისი დონე და მომუშავების კონტროლი შესაძლებელია სიჩქარის რეგულირებისთვის.
"FOC დამზადებულია მაღალ პერფორმანსის მოტორების აპლიკაციებისთვის, რომლებიც შეიძლება გამოიყენოს ფართო სიჩქარის დიაპაზონში, შეიძლება წარმოაქმნოს მთლიანი მომუშავება ნულოვანი სიჩქარის შემთხვევაში და შეიძლება გაქვთ სწრაფი აჩქარება და დაშვება."

ვექტორული კონტროლის მუშაობის პრინციპი

ვექტორული კონტროლი შედგება სტატორის დენების კონტროლიდან, რომლებიც წარმოდგენილია ვექტორით. ეს კონტროლი დაფუძნებულია პროექციებზე, რომლებიც ტრანსფორმირებენ სამფაზიან დროსა და სიჩქარეზე დამოკიდებულ სისტემას ორკოორდინატიან (d და q ფრეიმები) დროში დამუშავებულ სისტემად. ეს ტრანსფორმაციები და პროექციები მიჰყავს სტრუქტურას, რომელიც მსგავსია DC მანქანის კონტროლის სტრუქტურას. FOC მანქანებს საჭიროა ორი მუდმივი რეფერენცია: მომუშავების კომპონენტი (q კოორდინატთან დასამატებლად) და დენის კომპონენტი (d კოორდინატთან დასამატებლად).
სამფაზიანი დახარჯული ძალები, დენები და დენები AC-მოტორების შემთხვევაში შეიძლება ანალიზირდეს კომპლექსური სივრცის ვექტორების მიხედვით. თუ ჩვენ ვიღებთ ia, ib, ic როგორც სტატორის ფაზების ინსტანტანეულ დენებს, მაშინ სტატორის დენის ვექტორი განისაზღვრება შემდეგნაირად:

სადაც, (a, b, c) არიან სამფაზიანი სისტემის ღერძები.

ეს დენის სივრცის ვექტორი წარმოადგენს სამფაზიან სინუსოიდურ სისტემას. ის უნდა ტრანსფორმირდეს ორკოორდინატიან დროში დამუშავებულ სისტემად. ეს ტრანსფორმაცია შეიძლება გაყოფილი იყოს ორ ეტაპად:
(a, b, c) → (α, β) (კლარკის ტრანსფორმაცია), რომელიც აძლევს ორკოორდინატიან დროში დამუშავებულ სისტემას.
(a, β) → (d, q) (პარკის ტრანსფორმაცია), რომელიც აძლევს ორკოორდინატიან დროში დამუშავებულ სისტემას.
(a, b, c) → (α, β) პროექცია (კლარკის ტრანსფორმაცია)
სამფაზიანი რაოდენობები, სამართლები ან დენები, რომლებიც დროს ცვლილების განმავლობაში ღერძებზე a, b და c შეიძლება მათემატიკურად ტრანსფორმირდეს ორფაზიან დახარჯულ ძალებად ან დენებად, რომლებიც დროს ცვლილების განმავლობაში ღერძებზე α და β შემდეგი ტრანსფორმაციის მატრიცით:

თუ ჩვენ ჩავთვლით, რომ ღერძი a და ღერძი α არიან იდენტური მიმართულებით და β არის მათთვის ортогонален, ჩვენ გვაქვს შემდეგი ვექტორული დიაგრამა:

ზემოთ მოცემული პროექცია მოცემული სამფაზიანი სისტემას ტრანსფორმირებს ორკოორდინატიან (α, β) ორგანზომილებიან სისტემად, როგორც აღნიშნულია ქვემოთ:

თუმცა, ეს ორფაზიანი (α, β) დენები ჯერ კიდევ დროსა და სიჩქარეზე დამოკიდებულია.
(α, β) → (d.q) პროექცია (პარკის ტრანსფორმაცია)
ეს არის ყველაზე მნიშვნელოვანი ტრანსფორმაცია FOC-ში. საერთოდ, ეს პროექცია ტრანსფორმირებს ორფაზიან დამახასიათებელ სისტემას (α, β) d, q როტირებადი რეფერენციის სისტემაში. ტრანსფორმაციის მატრიცა შემდეგია:

სადაც, θ არის როტირებადი და დამახასიათებელ კოორდინატებს შორის კუთხე.
თუ ჩვენ ჩავთვლით, რომ d ღერძი არის ალი