Мағнайы бойда басқару

AC индуктивтік моторлар тұрақтылығы, иштеп беру және басқару ыңғайлылығы сияқты артықшылықтарды ұсынады. Олар өнеркәсіптік хəрaket басқару жүйелерінен үй приборларына дейін кең таралған. Бірақ индуктивтік моторларды ең жақсы ықтималдығымен пайдалану - бұл қиын шешім, себебі олардың математикалық модельі тез өзгереді және нақтылықта құбылыстары күрделі. Бұл факторлар индуктивтік моторларды басқаруды қиындарып, векторлық басқару сияқты жоғары деңгейдегі алгоритмдерді қолдануға талап етеді.

Филд Ориентед Контрол енгізілуі

“V/Hz” стратегиясы сияқты скалярлық басқару өзінің шектеулерінде болады. Индуктивтік моторлар үшін скалярлық басқару әдісі табылған моментте осцилляцияларды пайда етеді. Сондықтан индуктивтік мотор үшін жақсы динамикалық өзіндіктерге өту үшін жақсырақ басқару схемасы қажет. Микроконтроллерлер, цифирлік сигнал процесорлары және FGPA ұсынатын математикалық өңдеу қабілеттерінің арқасында, AC индуктивтік моторда табылған момент пен магниттік функцияларды бөлек басқару үшін жақсырақ басқару стратегиялары қолданылады. Бұл бөлек момент және магниттік потенциал роторда Потенциалдың Оріентациялануы (FOC) деп аталады.

Потенциалдың Оріентациялануы момент пен қырғылайтын тутымды электромагниттік мотордың абалына негізделген түрде басқаратын әдістерді сипаттайды, DC мотор сияқты. FOC - бұл “настоящие” мотор басқару айнымалылары - момент және потенциал. Статордың акым компоненттерінің (магниттік потенциал және момент) бөлінуімен, статордың потенциалының моментті қалыптастыру компонентін бөлек басқара алады. Төмен жылдамдықта бөлек басқару, мотордың магниттік абалы туындық деңгейде ұстанып, момент қырғылайтын тутымды қалыптастыру үшін басқарылады.
“FOC өзінің жоғары деңгейдегі мотор қызметтері үшін жасалған, олар тез өзгеретін жылдамдық аралығында жұмыс істей алады, нөлдік жылдамдықта толық момент қалыптасады, және тез үдеу және жеделдету үшін қабілетті.”

Потенциалдың Оріентациялануының іске қосылу принципі

Потенциалдың Оріентациялануы статор акымдарын вектор ретінде басқарады. Бұл басқару уақыттың және жылдамдықтың тәуелді системасын екі координата (d және q рамкасы) уақыттың тәуелсіз системасына айналдыратын проекцияларға негізделген. Бұл түрлендірулер мен проекциялар DC машина басқаруына ұқсас структураға алып келеді. FOC машиналарына екі тұрақты қажет: момент компоненті (q координатасымен теңестірілген) және потенциал компоненті (d координатасымен теңестірілген).
AC-моторлардың үш фазалы напряжение, акым және потенциал комплексті кеңістік векторлары арқылы талдануы мүмкін. Егер ia, ib, ic статор фазаларындағы моменттік акымдар болса, онда статор акым векторы мына түрде анықталады:

Мұнда, (a, b, c) - үш фазалы система осьтері.

Бұл акым кеңістік векторы үш фазалы синусоидалық системаны өзгертеді. Ол екі уақыттың тәуелсіз координаталық системасына айналдырылуы керек. Бұл түрлендіру екі қадамға бөлінеді:
(a, b, c) → (α, β) (Кларк түрлендіруі), бұл екі координаталық уақыттың тәуелді системасын ұсынады.
(α, β) → (d, q) (Парк түрлендіруі), бұл екі координаталық уақыттың тәуелсіз системасын ұсынады.
(a, b, c) → (α, β) Проекциясы (Кларк түрлендіруі)
Үш фазалы өлшемдер, нәтижесінде напряжение немесе акым, а, b, c осьтері бойынша уақыттың өзгеруінің математикалық түрлендіруін екі фазалы напряжение немесе акым, α және β осьтері бойынша уақыттың өзгеруіне айналдыратын түрлендіру матрицасы арқылы атқарылады:

Егер a осі және α осі бірдей бағытта және β оларға перпендикуляр болса, біз мына вектор диаграммасын алады:

Бұл проекция үш фазалы системаны (α, β) екі өлшемді ортогональдық системага өзгертеді, сондықтан:

Бірақ бұл екі фазалы (α, β) акымдары уақыттың және жылдамдықтың өзгеруіне тәуелді.
(α, β) → (d.q) проекциясы (Парк түрлендіруі)
Бұл FOC-те ең маңызды түрлендірудің бірі. Бұл проекция екі фазалы тұрақты ортогональдық системаны (α, β) d, q айналу референциялық системасына өзгертеді. Түрлендіру матрицасы төмендегідай:

Мұнда, θ - айналу және тұрақты координаталық системалардың арасындағы бұрыш.
Егер d осі ротордың потенциалымен теңестірілсе, үшінші фигура акым векторының екі референциялық жүйесінің арасындағы байланысты көрсетеді:

Мұнда, θ - ротордың потенциалының орны. акым векторының момент және потенциал компоненттері мына теңдеулер арқылы анықталады:

Бұл компоненттер (α, β) компоненттеріне және ротордың потенциалының орнына тәуелді. Егер ротордың потенциалының орнын табуға болса, онда d, q компоненттерін теңдеулер арқылы есептеуге болады. Бұл уақытта, момент тікелей басқарылады, себебі потенциал компоненті (isd) және момент компоненті (isq) қазір бөлек болады.

Потенциалдың Оріентациялануы үшін Негізгі Модуль

Статор фазалық акымдар өлшенеді. Бұл өлшенген акымдар Кларк түрлендіру блогына енеді. Бұл проекцияның шығындары isα және isβ деп аталады. Бұл акымдың екі компоненті Парк түрлендіру блогына енеді, ол d, q референциялық системадағы акым шығындарын ұсынады. isd және isq компоненттері референцияларға салыстырылады: isdref (потенциал референциясы) және isqref (момент референциясы). Бұл уақытта, басқару структурасына жақсы қолайлылық бар: ол синхронды немесе индуктивтік машиналарды қарапайым потенциал ре