[问答]

电流控制方式的优点是什么

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 电流控制方式有哪几种？电流控制方式的优点是什么？ 0
2021-9-29 06:50:09　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 5 个回答。邀请回答陈博该类别下有 5 个回答。邀请回答 joereil 该类别下有 5 个回答。邀请回答发财树该类别下有 5 个回答。邀请回答 HengDu 该类别下有 4 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 4 个回答。邀请回答 lining870815844 该类别下有 4 个回答。邀请回答 shsfsdfsg 该类别下有 4 个回答。邀请回答 elecfans 该类别下有 4 个回答。邀请回答随行者011011 该类别下有 4 个回答。邀请回答 yqdedli 该类别下有 4 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 4 个回答。邀请回答 qjqb 该类别下有 4 个回答。邀请回答艾玛该类别下有 4 个回答。邀请回答茶壶茶茶该类别下有 4 个回答。邀请回答大洼球王该类别下有 4 个回答。邀请回答 mingodong 该类别下有 4 个回答。邀请回答 musicalboy 该类别下有 4 个回答。邀请回答切克切克闹该类别下有 4 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 4 个回答。邀请回答举报李皓圳相关推荐 • 电流控制型开关电源有哪些优点 1498 • 多路输出电源在以连续方式工作时的主要优点是什么？ 1070 • 平均电流模式控制有哪些优缺点？ 2349 • 矢量控制技术中的常见电流采集方式有哪几种 1611 • 矢量控制中的电流环控制方式有哪几种 1164 • 直线电机具有什么优点？直线电机采用什么控制系统？ 2159 • 基于PI-PD控制器的四旋翼姿态控制方式有什么优点？ 2053 • 什么是电流探头？电流探头有何优点 1561 • 传统GPIB控制有什么优点？ 1552 • 采样电阻加运放的电流采样有何优点 4274 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 5、电流控制方式在永磁同步电动机的矢量控制系统中，需要根据不同的控制要求，采用不同的电流控制方式，协调地控制和的大小，在不同的电流控制方式下，电动机会呈现不同的特性，本文对各种电流控制方式进行介绍。 5.1 的控制方式在的控制方式中，无论的大小如何，都保持，通过改变的值来实现对电动机转矩的控制。永磁同步电动机的电磁转矩方程为由于此时，上式中的词组转矩变为0，电磁转矩的表达式可以进一步简化为而作为永磁体磁链，在电动机运行过程中保持不变，所以，通过控制转矩（交轴）电流分量，就可以实现对电动机转矩的控制。在这种控制方式中，当电动机处于稳态时，电流矢量，永磁体磁链矢量，定子磁链矢量和定子电压矢量之间的关系如图11-9所示。这种控制方式的优点是：由于定子电流的分量恒等于0，使得定子电流矢量与永磁体磁链矢量相互独立，控制系统的结构简单，调节器设计容易，转矩控制设计容易，转矩控制性能好，转矩脉动小，可获得较宽的调速范围。但是和异步电动机的矢量控制系统相比，在的控制方式中，定子磁链是随着转矩电流分量的增加而增加的，因此，这种控制方式又存在以下几个缺点：（1）在同一转速下，当负载增加时，交轴电流分量和负载成正比增加，使得气隙磁链和反电动势都加大，迫使定子电压为克服反电动势而升高。为了保证调速系统在大负载下有足够的电源电压，变频器需要有足够的电压裕量。（2）当负载增加时，定子电压矢量和定子电流矢量的夹角也会增大，造成电动机的功率因数降低。（3）当凸极率时，在的控制方式下，电动机无磁阻转矩输出，降低了电动机的转矩输出能力。对于凸极式转子结构，单位电流产生的电磁转矩不是最大的。而对于隐极式转子结构，其交轴、直轴电感相同，无论是否为零都不会产生磁阻转矩，所以这种控制方式对隐极式转子结构也就是最大转矩电流比控制。由于存在以上缺点，导致这种控制方式的使用范围受到限制。为了克服这些问题，需要根据实际工况，按照一定的原则协调控制定子电流的和分量，而不是在调速过程中始终保持不变。 5.2 MTPA控制方式永磁同步电动机的MTPA控制方式即最大转矩电流比（Maximum Torque-per-Ampere，MTPA）控制方式，其含义是，在该控制方式下，幅值一定的定子电流产生的转矩最大，等价于对应相同的电磁转矩，在该控制方式下所需的定子电流最小，进而对应的电动机铜损也最小。由电磁转矩表达式可以得到具有最大转矩电流比对应的电流相角的值，的表达式为式中， ——定子电流的幅值。如果电动机的转子为隐极式结构，则有，上式的分母等于0，则不能按照上式来确定角的值，但是，根据前面的讨论可知，对于隐极式转子结构，的控制方式和MTPA控制方式是一样的。对于凸极式转子结构，，在MTPA控制方式中，根据上式和角的定义可知，交轴电流和直轴电流之间的关系为在实际的系统运行过程中，只要利用转速调节器的输出（即轴电流的给定值），根据上式计算出，最后通过两个电流调节器的控制作用，使得实际电流值等于两个电流给定值，就实现了MTPA控制方式下的矢量控制系统。下图给出了前两式表示的在MTPA控制方式下的电流矢量的变化轨迹，还给出了恒转矩和恒电流曲线。由图中可以看出，在电磁转矩分别为时，电动机分别稳定运行在，这三个点分别为恒转矩曲线和恒电流曲线的切点，对应的电流值分别为。另外，根据MTPA控制方式的定义可知，当电流幅值分别为时，能够产生的最大转矩分别为。下图仅给出了在第二象限内的特性曲线，可以证明，相应的曲线是关于轴对称的，因此，很容易得到在第三象限内曲线的变化情况。在第二象限内曲线描述的是，当转矩为正时电动机的运行情况，而在第三象限内曲线描述的是当转矩为负时电动机的运行情况。图11-10 在MTPA控制方式下的电流矢量轨迹图 5.3 MTPV控制方式 MTPV控制方式即最大转矩电压比控制方式（Maximum Torque-per-Voltage，MTPV），其含义是在该控制方式下，幅值一定的定子电压产生的转矩最大，等价于对应相同的电磁转矩，在该方式下所需的定子电压最小，进而对应的电动机铁损也最小。 MTPV对应的工作点除了具有电压最小的特性之外，该点的定子磁链的幅值也最小。当调速系统具有最大转矩电压比时，之间的关系如下式所示。式中， ——定子磁链的幅值。在实际系统中，确定的过程为：首先把转速调节器的输出代入到上式中，此时上式就构成了一个未知数为和的方程组；然后，解该方程组得到和的值；最后，把和代入上式中，就得到了的值。图11-11给出了由上式表示的在MTPV控制方式下的电流矢量的变化轨迹，还给出了恒转矩曲线和恒磁链曲线，注意恒磁链曲线具有椭圆的形状。由图中可以看出，随着转矩的递减，最大转矩点沿着点点点运动，点为恒转矩曲线与恒磁链曲线的切点，表示当磁链为时，电动机能够输出的最大转矩为。对应恒磁链曲线上的最大转折点，对应恒磁链曲线上的最大转矩点。图中的点对应的电流为，此时对应的磁链幅值为0。 5.4 弱磁控制方式根据磁链方程式，可知计算的公式为上式中永磁体磁链是不可控制的，在运行过程中保持不变，但是，可以利用轴定子电流的电枢反应来调节磁链分量，当为负时，减小，也随之减小，这种减弱的控制方法就被称为弱磁控制。弱磁控制通常用于高速区，使定子感应电动势的幅值（忽略定子电阻压降）等于逆变器能够输出的最高电压的幅值。忽略定子电阻压降，且在稳态有电流分量和的关系为下图给出了上式描述的电流矢量的变化轨迹，同时给出了在不同转速下最大电压对应的椭圆形曲线，在不同转速下最大电压曲线是不一样的，随着转速的升高，最大电压曲线呈收缩趋势，当转速无限大时，椭圆收缩于M点。椭圆形曲线的中心位于图中的M点处，下图中的M点于5.3节图中的M点为同一点。在运行过程中，根据上式控制电流矢量位于电压限制椭圆上，以保证逆变器输出最大电压，由图中可以看出，电动机转速为，当转矩由增加到再增加到时，电流矢量的运动轨迹为点点点，且再转矩变化的过程中，逆变器输出的电压幅值保持不变。 5.5 最小功率损耗控制在永磁同步电动机的电压方程式的基础上，再考虑电动机的铁损，可以得到电动机在坐标系上的等效电路，如下图所示。图中为铁损电阻；和分别为轴和轴的铁损电流分量；和分别为轴和轴的磁化电流分量。由图中可以看出，在等效电路中，电流和都被分解成铁损电流分量和磁化电流分量两部分。利用铁损电阻和铁损电流，电动机的铁损损耗可以表示为铁损电阻并不是一个常数，而是一个随运行频率变化而变化的量，它与频率的关系可建模为式中， ——电涡流损耗电阻； ——磁滞损耗电阻。根据永磁同步电动机的等效电路图可以得到损耗最小时的电流矢量，该电流矢量是电磁转矩和转速的函数，在某一转速和转矩下，该电流矢量可以使电动机的功率损耗最小，其随转速和转矩变化的轨迹称为最小损耗曲线，简记为LM曲线。在下图中，给出了最小功率损耗控制方式下的电流矢量轨迹，由图中可以看出，LM轨迹具有以下特点：（1）由于在电动机静止时，其铁损为零，同时忽略PWM的谐波损耗，此时电动机的损耗只剩下铜损一项，因此，当时，LM电流矢量轨迹和MTPA电流矢量轨迹是重合的。（2）当电动机的转速增加时，在恒转矩曲线时，LM电流矢量轨迹向左移动。（3）当转速增加到无限大时，电动机的铜损远远小于铁损，可以忽略不计，LM电流矢量轨迹和MTPV电流矢量轨迹是重合的。下图给出了时的LM电流矢量变化轨迹，由图中可以看出，电磁转矩由增加到再增加到时，电流矢量的运动轨迹为点点点。当转矩固定为不变，而转速由逐渐增加时，电流矢量的运动轨迹为点点点点点。在实际控制中，不同工况下的轴和轴的电流给定值，可以通过公式计算的方法获得，也可以利用实验的方法获得，得到的电流给定值可以存储在表中，或者把这些数值拟合成近似函数，供程序实时调用。 5.6 各种控制方式的比较下图给出了在以上5种控制方式下的电流矢量的变化情况。在弱磁控制方式和最小功率损耗控制方式下，电流矢量的变化轨迹是随着转速的变化而变化的，上图给出了当时，在这两种控制方式下的电流矢量的变化轨迹，并且假设在若此控制方式下的最大输出电压。点到分别位于MTPA控制、MTPV控制、FW控制、LM控制和控制的电流矢量轨迹中，且这些点对应的转矩都为。由图中可以看出，点对应的电流幅值最小；点对应的感应电动势和定子磁链最小；点的感应电动势保持在；点的电动机损耗最小，电动机效率达到最优；点的轴电流值为0，在该控制方式下，转矩和轴电流成正比。除了以上提到的几种控制方式以外，还存在其他的控制方式，如单位功率因数控制方式，在该控制方式下，轴和轴电流的协调变化关系可以由电机在坐标系上的数学模型得到，感兴趣的读者可以参考相关文献。由图中可以看出，在不同的控制方式下，电动机的稳态运行点有很大的不同，因此，在实际的调速系统中，应该根据控制目标和运行条件来选择合适的控制方式。

2021-9-29 15:56:25 评论举报王永佳