벡터 제어는 3상 모터 제어를 동일한 브러시 DC 모터로 전환하여 간단한 제어 및 고효율을 달성할 수 있는 모터 제어 기술입니다.
브러시 DC 모터의 스위칭 전류는 회전 자기장을 형성하기 위해 정류자에 의해 실현되어야 합니다. 회 전자는 고정자의 자기력에 따라 회전합니다. 구조가 간단하고 토크가 크며 속도 조절 성능이 좋습니다. 이것이 브러시드 DC 모터의 주요 특징입니다. 모터의 여자 방향은 항상 자기장 방향에 수직이며 제어 방법은 간단하고 효과적입니다.
브러시 DC 모터의 회전 원리: DC 전기는 정류 브러시를 통과하여 정류를 통해 자기장을 형성하고 자기장과 고정자의 상호 작용하에 회전자를 회전시킵니다.
기존의 3상 유도 전동기와 달리 3상 대칭 사인파 전압을 입력하고 공간적 쇄교가 거의 원형이며 토크가 안정적입니다. 그러나 단점도 더 분명합니다.
1. 3상 대칭 사인파 교류 전류는 시간과 공간에 따라 변하는 회전 자기장을 생성하며 다변수 시스템입니다.
2. 고정자 전류는 여자 및 토크를 단독으로 조정할 수 없습니다. 그들 사이에는 강력한 결합, 복잡한 비선형 관계, 큰 볼륨 및 많은 손실이 있습니다. ;
그렇다면 3상 유도 전동기를 DC 전동기만큼 간단하고 효율적이며 안정적으로 제어할 수 있는 방법은 없을까요? 또한 매우 안정적입니까? 이것은 앞에서 언급한 벡터 제어 방법입니다. 이 방법은 1970년대에 제안된 제어 방법이다. 3상 AC는 일련의 좌표 변환을 거쳐 최종적으로 DC 제어 2상 포지티브 제어 방식이 됩니다. 교류. 복잡한 전류 관계를 분리하면 모터를 간단하고 제어할 수 있습니다.
이 벡터 제어 기술은 AC 모터 또는 DC 모터에 사용할 수 있습니다. 모터의 종류에 관계없이 토크는 고정자 자기장과 회전자 자기장의 외적, 즉 이들을 둘러싸고 있는 평행사변형의 면적에 비례합니다. 고정자 자기장과 회전자 자기장이 이루는 각도가 90도일 때 이들을 둘러싸는 평행사변형의 면적이 가장 크고 이때 발생하는 토크도 가장 크다.
브러시 DC 모터와 마찬가지로 고정자 여자 전류와 전기자 전류는 자체 루프에 있으며 각각 제어할 수 있습니다. 고정자 자기장과 고정자 자기장과 회전자 자기장은 항상 수직으로 유지될 수 있으며 생성된 토크도 가장 크다. 3상 모터가 제어에서 DC 브러시 모터의 효과를 달성하도록 하려면 토크와 여자 간의 관계를 분리하는 방법을 찾아야 합니다. 고정자 자기장과 회전자 자기장 사이의 각도를 항상 90도 다르게 제어할 수 있다면 DC 모터의 제어 효율이 크게 향상되며 이는 벡터 제어 기술의 배경입니다.
벡터 제어 기술은 필드 지향 제어라고도 합니다. 복잡한 고정자 전류 관계를 분리하고 고정자 전류를 여기를 제어하는 직접 축 전류와 토크를 제어하는 직교 축 전류로 분해할 수 있습니다.
앞서 언급했듯이 3상 모터에는 120도의 공간적 차이가 있는 3방향 대칭 사인파 전압이 공급되어 공간에 회전 자기장을 형성합니다. 물론 우주에서 회전 자기장을 생성하려면 3상 대칭 권선이 필요하지 않습니다. 대칭 다상 권선은 공간에서 회전하는 기전력을 생성할 수 있으며, 특히 2상 대칭 직교 권선도 동일하게 달성할 수 있으며 두 위상은 서로 수직인 독립 변수입니다. 따라서 3상 모터의 모델을 2상 모터 모델로 상상할 수 있습니다. 3상 모터와 동일한 원형 자기장을 발생시키는 원리에 따라 두 상은 공간에서 서로 90도 떨어져 있으며 하나는 토크 제어를 담당하고 다른 하나는 여자 제어를 담당하며 두 상은 서로 영향을 미칩니다.
3상 권선에 의해 생성된 자기장 및 토크는 2상 직각 권선에 의해 생성된 자기장 및 토크와 크기 및 방향이 정확히 동일하며 동일한 각속도로 공간에서 반시계 방향으로 회전하여 동일한 회전을 형성합니다. 자기장. 이것은 소위 3상 정지 좌표계를 2상 정지 좌표계로 변환하는 것입니다.
한 단계 더 나아가 2상 직교 대칭 권선이 있고 DC 전류 Id 및 Iq가 각각 통과한다고 가정합니다. 이들에 의해 생성된 결합된 기력은 2상 정지 좌표계 및 3상 정지 좌표계와 정확히 동일하며 두 위상은 양수입니다. 교류 권선이 자기장의 동일한 각속도로 회전하면 d, q 회전 좌표계는 이전의 3상 정적 및 2상 정적과 완전히 동일할 수 있으며, 이는 2상 정적에서 2상으로의 변환입니다. - 위상 회전 좌표계.
따라서 3상 정지 좌표계의 Ia , Ib 및 Ic는 2상 회전 좌표계의 Id 및 Iq와 완전히 동일할 수 있습니다.
Id 및 Iq를 얻은 후 3상 모터의 다중 변수, 강력한 결합 및 비선형 시스템 제어는 3상 모터의 복잡한 다중 변수 관계를 분리하는 두 개의 독립적인 DC 구성 요소의 제어가 직접 됩니다. 시스템 제어가 간단해집니다. 다음 그림은 전체 벡터 변환 프로세스를 보여줍니다.
