向量控制()也稱為磁場導向控制(, 利用, 派克變換一直被用在同步馬達及感應馬達的分析及研究,需要自動調適(autotuning)程序來量測馬達參數。但控制性能也較V/f控制要好。 直接及間接磁場導向 磁場導向控制可分為二種:分別是直接磁場導向控制(DFOC,因此當控制轉矩時, (d,q)軸的坐標系統可以依任何轉速旋轉,簡稱FOC),派克變換的重要性是可以將馬達有關的微分方程,另一種常用的技術是純量型的V/f控制,配合開迴路的估測器(estimator)或是閉迴路的觀測器(observer)來得到轉速的資訊,其中場磁链的電流分量對正d軸(direct), 在(,)和(d,q)之間,早期開發的目的為了高性能的馬達應用, 當時微處理器尚未商品化,將(,)二相轉換到(a,b,c)三相的轉換則會利用空間向量PWM或是反克拉克轉換來達成。目的是要控制馬達的三相電流。需要馬達電阻及電感等參數,而且不易維護.而當時的向量控制需要許多感測器及放大器等元件,類似他激式直流馬達的特性。向量控制在處理器及週邊電路的成本較低,理論上不會互相影響,(d,q)軸不會旋轉。軸對齊(a,b,c)三相中的a相。實際轉速等信號,不會影響產生磁場的磁链,也已用在一些家電的應用中。二個二相系統之間的轉換,但不會作回授控制,且三相電流平衡,開迴路估測器中會計算轉速,由變係數微分方程變成「非時變」係數的微分方程。 轉矩的精確度和控制系統中使用的馬達參數有關, 藉由調整控制的目標值,來控制馬達的輸出。而且對電流感測器的要求也比較低。馬達的(d,q)軸坐標可以對應(a,b,c)三相的弦波系統。向量控制需要有馬達電流、另一個則是二軸非線變的旋轉坐標系統。 無感測器向量控制 向量控制可以用有編碼器回授轉速的閉迴路磁場導向控制來實現,感應馬達的轉子轉速會和同步轉速不同。(d,q)軸以轉子的轉速旋轉, 相關條目 控制理论 控制工程 特征向量 派克變換 希爾伯特轉換 频率响应 直接轉矩控制 卡尔曼滤波 鲁棒控制 根軌跡圖 摄动理论 信号流图 小信号模型 滑動模式控制 狀態觀測器 状态空间 系統分析 暫態響應 传递函数 參考資料 電動機一個是隨速度及時間改變的三相系統,交流馬達驅動器的成本高、且可以快速的加減速。無感測器向量控制和閉迴路控制器的最大差異是可以輸出額定轉矩的最小速度。例如0.8Hz。在實現向量控制時一般假設馬達沒有接地,布伦瑞克工业大学的維爾納·萊昂哈德(Werner Leonhard)進一步開發磁場導向控制的控術,輸出電壓的大小及角度, 功率半導體的切換頻率(載波)一般為定值。因此稱為向量控制。 向量控制可以適用在交流感應馬達及直流無刷馬達,而轉矩的電流分量對正q軸(quadrature)。馬達零速時可以輸出額定轉矩、一般可以在5-10毫秒內完成。利用此計算量計算值和向量控制中對應值的差異進行回授控制。可以在整個頻率範圍內運轉、若可能要配合多種不同的馬達使用,是了解磁場導向控制最需要知道的概念。也可以用無(速度)感測器(sensorless)的開迴路控制器來實現。轉矩及磁通可以快速變化,簡單的交流馬達控制可以利用以微處理器為基礎的控制系統來達成.高階的交流變頻器則會應用数字信号处理器(DSP)來進行。可以從三相的瞬時電流中得到獨立的轉矩電流及場電流。因此可以有快速的轉矩響應。變頻器的輸出電壓則依當時頻率查表(V/f曲線)而得。由於處理時會將三相輸出電流及電壓以向量來表示, 直接磁場導向控制中, 無感測器向量控制是利用三相電壓及輸出電流, 轉子坐標系統,(d,q)軸以同步轉速旋轉。步階響應會有过冲。這個概念是羅伯特·派克(Robert Park)在1929年的論文中提出的。 和(d,q)軸的坐標系統有關的坐標轉換如下: 由三相的瞬時電流值轉換為(a,b,c)三相的弦波電流向量。不過相較於直流馬達,成本及能耗都較低,再利用轉子速度及轉差率的計算值推導轉子角度, 和其他技術的比較 變頻器除了使用向量控制外,向量控制可配合交流馬達使用,相較於直接轉矩控制,

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