永磁同步马达研修资料中.ppt

上传人:牧羊曲112 文档编号:4924862 上传时间:2023-05-23 格式:PPT 页数:28 大小:2.96MB
返回 下载 相关 举报
永磁同步马达研修资料中.ppt_第1页
第1页 / 共28页
永磁同步马达研修资料中.ppt_第2页
第2页 / 共28页
永磁同步马达研修资料中.ppt_第3页
第3页 / 共28页
永磁同步马达研修资料中.ppt_第4页
第4页 / 共28页
永磁同步马达研修资料中.ppt_第5页
第5页 / 共28页
点击查看更多>>
资源描述

《永磁同步马达研修资料中.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《永磁同步马达研修资料中.ppt(28页珍藏版)》请在三一办公上搜索。

1、,控制基板,变频器 系统 功率模块,控制技术,控制装置,软件技术(程序编制),功率装置技术,応用技術,模块技术,回路技术,加入软件的MCU,电机技术,応用技術,技术应用,(注)软件(技术利用)电机控制技术(不是MCU软件),扭矩发生原理()弗来明定律()转子位置和扭矩的关系什么是永磁式同步电机?()构造()表面磁铁和埋入磁铁()关于电感()两种电感改变电机速度的方法()负载的种类()重要运动方程式()4种控制系永磁式同步电机的基本特性()2种扭矩()2种通电方式120度通电方式()6种通电模式()重叠期间()电压控制方法,180度通电方式()通电模式()电压控制方法电机电压模式()电压,电流位

2、相关系()回转座标系的矢量表现()回转座标系模式Image矢量控制()目标()一般方法()什么最难?干涉项180度通电位置无感应方法()利用什么?()中高速日立方式.电机电流检测方法()3种方式()one shunt电流检测方法,目 录,永磁磁铁同步电机驱动的基础知识,扭矩磁束电流sin(电流与磁束之间的角度)磁束(电流与磁束之间的直交成分),图1弗来明左手定律,図磁束与电流之间的关系,磁阻扭矩,扭矩发生原理()弗来明定律,永磁式同步电机发生扭矩,(励磁電流Id),图2-16 磁阻扭矩与磁铁扭矩,永磁磁束,线圈磁束,扭矩发生原理()转子位置与扭矩关系,(图2-16的横轴角度方向),【重点】合理

3、利用两种扭矩(控制电流位相),使电流最小。,0度,什么是永磁式同步电机?()构造,(a)分布卷定子和埋入式非突极转子(铁素体磁铁),()集中卷定子和埋入式突极转子(钕磁铁),付表构造分类,图片马达构造,表2-2表面磁铁与埋入磁铁的形状比较,什么是永磁式同步电机?()表面磁铁和埋入磁铁,图2-8埋入磁铁的各种埋入方式,什么是永磁式同步电机?()关于电感,什么是电感?,表示磁束容易通过的量,i,磁束,电流i,什么是3相线圈同步电感?,计算公式如下:,磁气饱和现象:在大电流情况下,L变小。,什么是永磁同步马达()两种电感,同步电感,电气角度,180,360,Lq,Ld,难控制点:电流不同,L会变化,

4、Id,I,Ld,Lq,参考图 突极性电感的变化例图,(a)根据位置而变化,(b)根据电流而变化,S,N,磁束量 多(大),90,S,N,磁束量少(小),【重点】控制L的同时,也会受到其它控制。(特是在无位置传感器的情况下),同步电感,饱和现象,改变电机速度的方法()负荷的种类,图种负荷,【重点】知道了负载特性,才可以进行最好的控制开发。,J:慣性【kg-m2】(一定or可变),:角速度【rad/s】(可检测or不可检测)m:电机扭矩【Nm】(从电流处可以计算)L:负荷扭矩【Nm】,重要的运动方程式,如果想改变和扭矩成比例的电流改变电压,回转数一定马达扭矩和负荷扭矩相等,左边,右边,式(1-1)

5、,式(1-2),改变电机速度的方法()重要的运动方程式,图从电压控制到位置控制系的4种控制形态。,改变电机速度的方法()4种控制系,高応答用途,无位置检测运转的扭矩特性,有位置检测动转的扭矩,速度一定根据其负荷,电流位相会发生变化(其位相根据印加电压而变化),同直流电机相同特性负荷增加(减少)速度低(高)诱起电压下降(增加)和电源的电压差增加(减少)扭矩电流增加(减少)扭矩增加(减少),图3-2无位置检测驱动的扭矩特性图,图3-3有位置检测驱动的扭矩特性图,sin(磁束和电流位相差d);固定,sin(磁束和电流的位相差d);变化,永磁同步马达的基本特性()两种扭矩特性,图3-4INV和永磁同步

6、电机,图3-5改1120度通电驱动时的电流波形,图3-8180度通电正弦波驱动的电流波形,120度通电方式:方形波驱动简单的方法,Torque Ripple大180度通电方式:正弦波驱动最近的动向,效率噪音低减,永磁同步电机的基本特性(2)两种通电方式,诱起电压为台形波状,诱起电压为正弦波状,图3-6改 6种通电Pattern,结合回转位置及变化的诱起电压,诱起电压选择最大相的卷线和最小相的卷线进行通电。,120度通电方式()6种通电Pattern,图3-改120度通电Pattern,图2-4两种通电MODE,120度通电方式()重叠期间,図3-改120度通電,【重点】Torque Rippl

7、e 1Cylce发生6次 还流电流如果chopper off,Ripple会增大最适当的转流位相:重叠期间位相线间电压0位相,图3-9度通电等价回路,直流电源和电机卷线间有两个开关,直流电压可变;控制任何一个开关chopper动作;控制,120度通电方式()电压控制法,180度通电方式()通电Pattern,参考图例如任意位置的通电pattern,结合回转位置、变化诱起电压(锁交磁束进行90度),同位相(非突 极机)的正弦波电流流出。,参考图诱起电压和电机电流的关系(非突极机的情况下),决定电机电流的波形、大小、位相的3要素。【电压的3要素】波形:Pulse Width Modulation

8、正弦波。大小:调整H(=正弦波波高值三角波波高值)位相:调整(例如向量控制),图3-10PWM信号的基本作成方法(相变调),图3-11 和基本波电压比率,180度通电方式()电压控制法,【重点】电机电流为正弦波电机诱起电压为正弦波INV输出电压为正弦波,図3-12hip形状线间变调信号波,图3-132相线间变调信号波,180度通电方式()电压控制法,(3/2),191V,図,3,-,1,1,図,3,-,12,13,非同步,Carrier频率,16kHz,Carrier频率一定。,信号波和carrier,频率的关系,同步,pulse数,21,15,9,高速用途。周波数比例関係,図,3,-,10,

9、图3-18 电机等价回路(非突极机),図3-19瞬时电压,电流波形,图3-20瞬时波形的向量表现,轴的电压位相角度:轴的电流位相角度:,相卷线轴的d轴角度:d相卷线轴的电压位相角度:v,电机电压模式()电压电流位相关系()回转座标系的向量表现,电机电压模式()回转座标系模式,回转系(直流量),电机印加电压电机电流诱起电压(回转中交流)电阻电压下降电感电压下降,固定座标系的实际世界,永磁磁束,回转座标系,回转系(直流量),电机印加电压电机电流诱起电压电阻电压下降电感电压下降,线圈锁交,电机印加电压电机电流永磁磁束电阻电压下降电感电压下降,全部为线圈锁交,固定系(回转中的交流量),固定系(交流量)

10、,定义单独控制磁束和电流。:电机扭矩磁束扭矩电流sin(磁束和电流的位相差)目的可以处理和扭矩成比例的电流量,实现线形控制。调整电流位相,可以容易实现扭矩/电流比的最大控制。方法电机电流、永磁扭矩的扭矩电流Iq成分(和磁束度的位相差)及改变磁束大小的励磁電流Id成分(同磁束同位相)分离开进行处理。,【历史】过去:可变速电机(卷线界磁的)直流电机界磁卷线和电机子卷线 有2种。独立控制扭矩中发生的磁束和电流。诱导电机:简单构造、低惯性 但是,电机电流励磁电流和扭矩电流的混合电流不能够单独进行控制。向量控制(Id0)永磁同步电机:利用永磁磁束+卷线磁束的两个磁束(Id0),励磁电流Id是依磁束(诱起

11、电压)为基准,调整电流位相。,向量控制()目标,AC伺服等的高应答需要快速采样处理,参考図全部向量控制构成例,向量控制()一般方法,向量控制()难点是什么?干涉项,【重点】高速运转时Vd Iq 变化Vq Id 变化电机模导入控制(但参数会有误差),【在模拟控制或高速采样控制的时候】控制侧:为了使Id一定,要调整Vd电机侧:由于Vd变化,Iq也会变化控制侧:由于Iq已变化,需要调整Vq电机侧:由于Vq变化,Id也会变化,(课题)在低速采样时会怎样?,()180度位置无传感:位置变化利用什么?,()180度位置无传感器:利用突极性的位置推定,同步电感,电气角度,180,360,Lq,Ld,问题点:

12、通过电流,突极化(Lq/Ld)变化,180度通电位置无传感器法()利用什么?,Id,I,Ld,Lq,图3-29实际回转位置和假设回转位置,【特征】电机内部的磁极轴(d-q轴)和控制轴(dc-qc轴)的误差角是通过电压指令、电流、电机系数得来的。调整频率使其达到和(PLL手法),()180度位置无感应器:位置推定法的考虑方法(日立方式),180度通电位置无感应法()中高速日立方式,Vdc-rIdc+1LqIqc,tan-1,Vqc-rIqc-1LqIdc,中高速扩大诱起电压方式,原理:突极磁束含在永磁磁束中,(扩大)计算诱起电压,作为非突极型来。,计算式,VDC,PM,Sup,Sun,Svp,S

13、vn,Swp,Swn,电源,INV主回路,Iw,Iu,IDC,PM,Sup,Sun,Svp,Svn,Swp,Swn,Iw,Iv,Iu,(b)三分流方式,电源,RDC,PM,Sup,Sun,Svp,Svn,Swp,Swn,IDC,(c)单分流方式,电源,利用保护INV用的分流电阻,.电机电流检测方法()3种方式,INV,N,S,S,N,同步电机,检测直流电流,电阻,MCU再现电机电流,电机电流的检测概念,高价!,不可在低速状态下检测,(a)CT方式(hall CT,ACCT),不可在高电压状态下检测,.电机电流检测法()单分流电流检测法,电压最大相和最小相的电机电流作为直流电流流动。和PWM信号同步,连续2次的AD转换起动后进行检测。,

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 生活休闲 > 在线阅读


备案号:宁ICP备20000045号-2

经营许可证:宁B2-20210002

宁公网安备 64010402000987号