如何實現(xiàn)永磁同步電機控制器高精度控制
發(fā)布時間：
2022-05-09
永磁同步電機控制器是近年來發(fā)展起來的新型電機，由于具有轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量小、效率高、功率密度大、可靠性高的優(yōu)點，非常適合應(yīng)用于高性能伺服系統(tǒng)，例如數(shù)控機床等場合另外，永磁同步電機控制器由于不需要勵磁繞組，體積大幅度減小，重量減輕，損耗降低，避免了電機發(fā)熱，提高了效率和功率因數(shù)，具有明顯的節(jié)能效果，那么，下面一起了解下如何實現(xiàn)永磁同步電機控制器高精度控制吧！
近年來，隨著新材料技術(shù)的發(fā)展，特別是稀土永磁材料、磁性復(fù)合材料的出現(xiàn)，以及我國擁有世界上很大的高能密度永磁材料(釹-鐵-硼)儲量，永磁同步電機控制器活躍在各工業(yè)生產(chǎn)中，永磁同步電機控制器是近年來發(fā)展起來的新型電機，例如數(shù)控機床等場合另外，永磁同步電機控制器由于不需要勵磁繞組，體積大幅度減小，重量減輕，損耗降低，避免了電機發(fā)熱，由于具有轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量小、效率高、功率密度大、可靠性高的優(yōu)點，非常適合應(yīng)用于高性能伺服系統(tǒng)，提高了效率和功率因數(shù)，具有明顯的節(jié)能效果，那么，下面一起了解下如何實現(xiàn)永磁同步電機控制器高精度控制吧!
1、永磁同步電機控制器的種類和基本結(jié)構(gòu)
從轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)來看， 在弱磁控制期間，電壓達(dá)到了逆變器能提供的大值，但速度仍然需要繼續(xù)上升。 弱磁控制是通過增加反相直軸定子的電流成分來實現(xiàn)的，永磁同步電機控制器分為凸裝式、嵌入式和內(nèi)埋式三種基本形式，前兩種統(tǒng)稱為外裝式結(jié)構(gòu)。電感小時只能在大退磁電流和低負(fù)載下減弱。 埋置結(jié)構(gòu)會增大漏磁通，交叉電感增大導(dǎo)致電樞反應(yīng)增大，導(dǎo)致極角增大和轉(zhuǎn)矩降低。 埋入型電動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴，但由于具有較高的氣隙磁通密度，因此產(chǎn)生比凸型電動機大的轉(zhuǎn)矩，氣隙磁通容易呈正弦波狀分布。
2、永磁同步電機控制器的特點
與傳統(tǒng)異步電機相比，永磁同步電機控制器具有以下特點。
1 )使用高效、高功率因數(shù)、節(jié)能永磁體代替電勵磁，PMSM效率高于電勵磁同步電機和異步電機。 此外，PMSM可以在25%模式120%額定負(fù)載范圍內(nèi)保持較高的功率因數(shù)和效率，不需要無功勵磁電流，可以明顯提高功率因數(shù)。 恒轉(zhuǎn)子同步、轉(zhuǎn)子鐵心無鐵耗，電機輕負(fù)載運行時節(jié)能效果更明顯，長期使用可實現(xiàn)大幅度的省電。
2 )動態(tài)響應(yīng)快、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的PMSM與異步電動機相比，具有較低的慣性，對一定的電動機轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快，即轉(zhuǎn)矩/慣性比高。
3 )隨著小、輕、高性能永磁材料的應(yīng)用，PMSM的功率密度大幅提高，與同容量異步電機相比體積和重量大幅減少。
4 )應(yīng)用范圍廣、可靠性高，永磁同步電動機沒有電刷，結(jié)構(gòu)簡化，可靠性提高。應(yīng)用于醫(yī)療器械、化工、輕紡、儀器儀表等領(lǐng)域。 與直流電動機和電勵磁同步電動機相比。
3、永磁同步電動機的控制策略
永磁同步電機控制器調(diào)速主要通過改變供電電源的頻率來實現(xiàn)。
轉(zhuǎn)速閉環(huán)恒壓比控制
轉(zhuǎn)速閉環(huán)恒壓頻率比控制是常用的變頻控制方法。 保持磁通恒定，通過控制滑差頻率來控制電機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。 該控制方法低頻帶承載能力不強，必須補償定子壓降，但該控制方法只控制電機氣隙磁通，不能調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩，因此性能不高。
轉(zhuǎn)差頻率控制
差動頻率控制的突出優(yōu)點是，作為頻率控制的一環(huán)輸入的是差動信號，頻率信號是差動信號和實際轉(zhuǎn)速信號的相加，轉(zhuǎn)差頻率控制可以在一定程度上控制電機轉(zhuǎn)矩，但它只是基于穩(wěn)態(tài)模型，因此在轉(zhuǎn)速變化的過程中，實際頻率與實際轉(zhuǎn)速同步上升或下降。 實際上不能控制動態(tài)過程的轉(zhuǎn)矩，得不到理想的動態(tài)控制性能。
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