电机控制综述

文摘   2024-08-23 23:09   四川  

你若在网上搜索电机控制,信息五花八门。


按交直流分:直流电机调速、交流电机调速;

按同步异步分:感应异步电机控制、永磁同步电机控制;

按控制策略分:矢量控制,又称磁场定向控制(FOC)、直接转矩控制;

按有无传感器分:有感控制、无感控制;

按有无反馈分:开环、闭环;

还有一些名词:PWM、SPWM、SVPWM、高频注入、滑模控制、磁链观测……


与电机控制有关的知识多到吓死个人!


电机控制到底在控制什么?


控制输出转矩。


一些对电机控制饶有兴趣的朋友,可能都说不出运动控制基本方程:

寥寥数字,信息够多:

①类似F=ma。

②注意转动惯量写在微分里面的。常数时才可以写到微分前头。

③注意机械转角和机械角速度。这里没提及,后面还会有电角度和电角速度。

④Te和TL可能是用复杂公式表达的。

⑤机械角速度变化率为零,即为稳态。左边为零,把带负号的挪过来,就有了力矩平衡,类似合力为零。

⑥速度要变化,就要打破平衡。把阻尼、扭转都算在负载转矩里,电磁转矩大于它们,就加速,小于,就减速,等于,就保持。

⑦机械角速度求导,是机械角加速度。力矩到角速度,要积分,要累加,要有个过程,体现惯性。


公式里没有体现出控制。

我们想要的控制,是武松控制老虎那样的控制吗?

还是人类对大象那样的控制?(这反映了人类的坏,控制大象劳动也就罢了,还控制大象给人类带来娱乐)

电机控制,显然要的是类似第二种。要用小能量控制大能量。要是控制信号都不消耗能量,那才更好呢,可是不存在这样的好事。

我们能给电机什么呢?
电压,包括幅值、频率;或者电流,包括幅值、频率。

什么时候给什么样的的电压电流,是个技术活。
有好舔的记者写下过:如果波波维奇有无限暂停的权利,他能赢下任何一场比赛。记者舔的是波波维奇应对比赛变化的能力。
电机控制也是这样,如果你可以掌握每个当前状态,并根据每个当前状态信息做出电机输入调整,你就可以随心所欲控制电机。

这就又用到了这张图:
掌握当前状态不是一件容易的事。它跟负载有关,跟电机固有参数有关,跟当前电机转速有关,跟电机当前电压电流频率幅值相位有关。

有时候一对一的关系就挺难处理了,电机控制,可能要处理好多量之间的关系。这种关系,是用微分方程、偏微分方程描述的,量之间可能还存在耦合,十分复杂,所以电机控制非常难。
最开始,人们驾驭不了交流电机,同步电机,可直流电机因为机械整流子的存在,让定子、转子两组电磁铁时刻保持垂直状态,调整电磁铁的大小,就可以调整输出转矩,直流电机显得很乖,很容易控制。

得益于电力电子技术的发展,后来人们也可以很好地控制异步电机、同步电机。通过各种变换,把交流电机转变成类似直流电机。

电机控制,先要理清这些基本逻辑,然后才是各种技术实现。

范泛谈电机
尝试浅入浅出地谈谈被众多人视为玄学的电机学,以及与电机有关的知识:电机制造,电机控制,电机维修等。
 最新文章