Hej! Jako dostawca silników PMSM DC otrzymuję wiele pytań na temat wspólnych algorytmów kontrolnych dla tych silników. Pomyślałem więc, że podzielę się spostrzeżeniami na ten temat.
Silnik synchroniczny PMSM lub stały magnes, jest rodzajem silnika elektrycznego, który wykorzystuje magnesy trwałe na wirniku do utworzenia pola magnetycznego. Silniki DC PMSM znane są z wysokiej wydajności, wysokiej gęstości mocy i doskonałej wydajności dynamicznej. Są używane w szerokiej gamie zastosowań, od automatyzacji przemysłowej po pojazdy elektryczne.
Teraz zanurzmy się w wspólne algorytmy kontrolne dla silników DC PMSM.
1. Kontrola wektora
Kontrola wektorów, znana również jako kontrola zorientowana na teren (FOC), jest jednym z najpopularniejszych algorytmów kontrolnych dla silników DC PMSM. Podstawową ideą kontroli wektora jest przekształcenie trójfazowych prądów prądu przemiennego w uzwojeniach stojana na dwa komponenty ortogonalne: komponent momentu obrotowego (IQ) i komponent strumienia (ID).
Kontrolując te dwa elementy niezależnie, możemy osiągnąć precyzyjną kontrolę nad momentem obrotowym i prędkością silnika. Na przykład, jeśli chcemy zwiększyć moment obrotowy silnika, możemy zwiększyć wartość IQ. A jeśli chcemy dostosować strumień magnetyczny w silniku, możemy kontrolować wartość ID.
Jedną z zalet kontroli wektora jest jego wysoka dynamiczna wydajność. Pozwala na szybką i dokładną kontrolę prędkości i momentu obrotowego silnika, dzięki czemu nadaje się do zastosowań wymagających szybkich zmian prędkości lub momentu obrotowego, takich jak robotyka i narzędzia maszynowe.
2. Bezpośrednia kontrola momentu obrotowego (DTC)
Bezpośrednia kontrola momentu obrotowego jest kolejnym szeroko stosowanym algorytmem kontrolnym dla silników DC PMSM. W przeciwieństwie do kontroli wektorowej, która koncentruje się na kontrolowaniu prądów stojana, DTC bezpośrednio kontroluje moment obrotowy i strumień silnika.
W DTC moment obrotowy i strumień silnika są szacowane na podstawie zmierzonych napięć stojana i prądów. Następnie do wyboru odpowiednich wektorów napięcia stosuje się tabelę przełączającą do uzwojeń stojana silnika w celu utrzymania momentu obrotowego i strumienia w określonym pasmie histerezy.
DTC ma kilka zalet. Ma prostą strukturę kontrolną i nie wymaga złożonych transformacji współrzędnych, takich jak kontrola wektorów. Ma również szybką reakcję momentu obrotowego, dzięki czemu nadaje się do zastosowań wymagających szybkich zmian w momencie obrotowym, takich jak systemy windy.
Jednak DTC ma również pewne wady. Może powodować wysoki moment obrotowy i flux, co może prowadzić do zwiększonego szumu i wibracji silnika. Ponadto częstotliwość przełączania w DTC nie jest stała, co może utrudnić zaprojektowanie elektroniki zasilania silnika.
3. Bez czujniki algorytmy sterowania
W wielu aplikacjach pożądane jest wyeliminowanie potrzeby czujników mechanicznych, takich jak enkodery lub rozdzielcze, w celu zmniejszenia kosztów i złożoności systemu kontroli silnika. Opracowano bez czujniki algorytmy sterowania w celu oszacowania pozycji i prędkości wirnika silnika w oparciu o zmierzone napięcie stojana i prądy.
Istnieje kilka rodzajów bez czujników algorytmów sterowania dla silników DC PMSM, w tym:
A. Metody oparte na EMF
Metody oparte na Back-EMF (siła elektromotoryczna) szacują pozycję i prędkość wirnika poprzez pomiar wstecznego EMF indukowanego w uzwojeniach stojana. Wstecz EMF jest proporcjonalny do prędkości silnika i położenia wirnika. Analizując przebieg z tyłu EMF, możemy oszacować pozycję i prędkość wirnika.
Metody te są stosunkowo proste i były szeroko stosowane w tanich aplikacjach. Mają jednak pewne ograniczenia, takie jak słaba wydajność przy niskich prędkościach i podczas uruchamiania.
B. Metody oparte na modelu
Metody oparte na modelu wykorzystują matematyczny model silnika PMSM DC do oszacowania pozycji i prędkości wirnika. Model uwzględnia parametry elektryczne i mechaniczne silnika, takie jak rezystancja stojana, indukcyjność i bezwładność.
Porównując zmierzone napięcia i prądy stojana z wartościami przewidywanymi przez model, możemy oszacować pozycję i prędkość wirnika. Metody oparte na modelach mogą zapewnić dokładniejsze szacunki niż metody oparte na EMF, szczególnie przy niskich prędkościach. Wymagają jednak dokładnej wiedzy o parametrach silnika, co może być trudne do uzyskania w praktyce.
4. Kontrola adaptacyjna
Adaptacyjne algorytmy sterowania zostały zaprojektowane w celu dostosowania parametrów sterowania systemu sterowania silnikiem w czasie rzeczywistym w celu zrekompensowania zmian w warunkach pracy silnika, takich jak zmiany momentu obciążenia, temperatury i parametrów silnika.
Na przykład, jeśli wzrośnie moment obciążenia silnika, adaptacyjny algorytm sterowania może automatycznie dostosować parametry sterowania, aby utrzymać pożądaną prędkość silnika i moment obrotowy. Kontrola adaptacyjna może poprawić wydajność i solidność systemu sterowania silnikiem, szczególnie w zastosowaniach, w których warunki pracy są zmienne.
Dlaczego warto wybrać nasze silniki PMSM DC?
Jesteśmy wiodącym dostawcąSilnik PMSM DC, i oferujemy szeroką gamę wysokiej jakości silników, które zostały zaprojektowane w celu zaspokojenia potrzeb różnych aplikacji. Nasze silniki są zgodne zStandardowy silnik IEC PMSM, zapewnienie niezawodnej i wydajnej wydajności.
Mamy również zespół doświadczonych inżynierów, którzy mogą zapewnić wsparcie techniczne i pomóc Ci wybrać odpowiedni algorytm kontroli dla konkretnej aplikacji. Niezależnie od tego, czy potrzebujesz wysokowydajnego silnika do automatyzacji przemysłowej, czy niezawodny silnik dla pojazdów elektrycznych, zabezpieczymy.
Jeśli jesteś zainteresowany naszym3 -fazowy silnik PMSMLub mam jakieś pytania dotyczące algorytmów sterowania silnikiem PMSM DC, nie wahaj się z nami skontaktować. Zawsze cieszymy się, że rozmawiamy i omawiamy, w jaki sposób możemy spełnić Twoje wymagania.
Odniesienia
- Kazmierkowski, MP, Krishnan, R., i Blaabjerg, F. (red.). (2002). Kontrola w elektronice mocy: wybrane problemy. Academic Press.
- Vas, P. (1990). Kontrola wektorowa maszyn prądu przemiennego. Oxford University Press.
- Boldea, I. i Nasar, SA (1999). Napędy elektryczne: wprowadzenie. CRC Press.