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对永磁无刷电机如何进行调速呢

对永磁无刷电机如何进行调速呢?有哪些操作步骤?

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李霞

2021-8-11 16:24:31
  考虑了一下对永磁无刷电机的调速过程。
  一般把使用永磁转子、无电刷的电机,根据驱动方式分为永磁同步与直流无刷。其实没有本质区别。在此称为永磁无刷。
  用永磁无刷电机的分子泵驱动器一向调速做得不太好。这两年好一些了,但是还是不能完全满意。李老师做得比我们好,但是似乎还是有进一步的优化余地。
  知己知彼,百战不殆。对于电机和泵我们是可以做到更充分的理解的,应该发挥这个优势。在12年,李老师教我们对分子泵作阶跃试验,在此基础上作PD的设计和参数的试验,效果非常好,获得了极大的进步。这里的讨论,就是在这样对控制对象(电机和泵)有了一定了解的基础上,进一步增进了解;在控制水平获得提高的基础上,进一步提高。
  1、我们是用开关电源调压的,DA的输出与母线电压是线性的关系。但是不同的开关电源有些小的差异。把这种差异是为误差,我们首先要知道DA输出与母线电压的方程式。这里暂不考虑开关电源的输出调整率,因为泵转稳的时候电流很小,输出调整率不大。
  2、电机转速与反电动势的关系。这也是线性的关系。在泵转稳的时候的母线电压比反电动势高,因为有负载(轴承阻力)。自有停车的时候,把开关电源的输出调低,这是母线电压由电机决定,这时的数值比较准。
  3、由转稳时的电压、电流,和这个转速下的反电动势,可以知道转稳时的负载对应的电流,以及这样大的电流对应的电压对反电动势的增量。
  4、在用比较大的电流加速转子的时候,开关电源由于输出调整率,母线电流会比无负载时低一些。可以做试验取得其输出调整率的参数。
  赵博士的程序,调速的算法不好,这已获得改进。他先用满电流加速到速,然后直接把DA输出调整一固定数值,也就是直接把开关电源的输出调整一定量,认为调整后的电压就是对应稳定在目标转速所需的电压。这个做法是好的,无论加速还是稳速,都是最快的。但是常常调整后的电压不是正好稳速所需的电压,有时误差比较大,仍需较长时间的调整。这里的设想就是要使这个一次性的调整量更加准确。
  假设电机都是一样的,转子的转动惯量误差也很小。那么负载的变化主要来自于气载和轴承。我们一般试验时几乎没有气载,而油绳润滑的110与脂润滑的110则是明显的负载不同。(110与150转动惯量不同?张勤德说150是在110基础上改压缩比得来的,改的主要是静片,因此转动惯量区别不大。)
  对于同样的电机,一定的电流对应着一定的转矩。这个转矩用来克服阻力并对转子加速。由于转子是确定的,一定的转矩对应一定的加速度。由于我们是恒流加速的,也就是恒扭矩加速,那么如果转子的加速度不同,也就意味着负载不同,那么,在转到速降压的时候,我们应考虑这个阻力的不同。例如,无负载时5A加速实现5Hz/s的加速,那么如果现在只实现了3Hz/s的加速,就意味着有2A的电流是用来克服阻力的,因此到速后减电压的时候,要少见一点儿,流出提供2A电流的电压差。
  减电压时,还要考虑电流减小时输出调整流的影响。例如,不带载时DA输出提高100,开关电源输出降低1V。那么,在转到速时的电压对应的DA值提高100,那么电源可能不是降低1V。由于此时输出电流小了,例如从5A降低为0.5A,输出调整率减小,实际电压会在降低1V的基础上再提高一点儿,即电压降低得少了一点儿,这对应更高一点儿的转速。
  即,到速时一次性调整电压,要考虑负载和电流调整率。
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