Controlul vectorial este o tehnologie de control al motorului, care poate transforma controlul motorului trifazat în același motor DC periat, pentru a obține un control simplu și o eficiență ridicată.
Curentul de comutare al motorului DC cu perie trebuie realizat de comutator pentru a forma un câmp magnetic rotativ. Rotorul se rotește sub forța magnetică a statorului. Structura este simplă și cuplul este mare și are performanțe bune de reglare a vitezei. Aceasta este caracteristica principală a motorului DC cu perii. Direcția de excitare a motorului este întotdeauna perpendiculară pe direcția câmpului magnetic, iar metoda de control este simplă și eficientă.
Principiul de rotație al motorului DC cu perie: electricitatea DC trece prin periile de comutație pentru a forma un câmp magnetic prin comutație, iar sub interacțiunea câmpului magnetic și a statorului, conduce rotorul să se rotească.
Spre deosebire de motorul cu inducție trifazat tradițional, acesta introduce tensiune sinusoidală simetrică trifazată, legătura fluxului spațial este aproape circulară, iar cuplul este stabil. Cu toate acestea, dezavantajele sunt și mai evidente:
1. Curentul alternativ sinusoidal simetric trifazat produce un câmp magnetic rotativ care se modifică în timp și spațiu și este un sistem multivariabil;
2. Curentul statorului nu poate regla doar excitația și cuplul. Există o cuplare puternică între ele, o relație complexă neliniară, un volum mare și multă pierdere. ;
Deci, există o modalitate de a controla un motor cu inducție trifazat la fel de simplu, eficient și stabil ca un motor de curent continuu? De asemenea, foarte stabil? Aceasta este metoda de control vectorial pe care am menționat-o mai devreme. Această metodă este o metodă de control propusă în anii 1970. AC trifazat suferă o serie de transformări de coordonate și în cele din urmă devine o metodă de control pozitiv în două faze controlată de DC. curent alternativ. Decuplarea relațiilor complexe de curent face ca motorul să fie simplu și controlabil.
Această tehnologie de control vectorial poate fi utilizată pentru motoarele cu curent alternativ sau cu curent continuu. Indiferent de ce fel de motor este, cuplul său este proporțional cu produsul încrucișat dintre câmpul magnetic al statorului și câmpul magnetic al rotorului, adică aria paralelogramului închisă de acestea. Când unghiul dintre câmpul magnetic al statorului și câmpul magnetic al rotorului este de 90 de grade, aria paralelogramului închis de acestea este cea mai mare, iar cuplul generat în acest moment este, de asemenea, cel mai mare.
La fel ca motorul cu perii de curent continuu, curentul său de excitare a statorului și curentul de armătură sunt în bucle proprii și, respectiv, sunt controlabile. Câmpul magnetic al statorului și câmpul magnetic al statorului și câmpul magnetic al rotorului pot fi întotdeauna menținute perpendiculare, iar cuplul generat este, de asemenea, cel mai mare. Dacă doriți să faceți ca un motor trifazat să obțină efectul unui motor cu perie de curent continuu în control, trebuie să găsiți o modalitate de a decupla relația dintre cuplu și excitație. Dacă unghiul dintre câmpul magnetic al statorului și câmpul magnetic al rotorului poate fi întotdeauna controlat pentru a diferi cu 90 de grade, eficiența de control al motorului de curent continuu va fi mult îmbunătățită, ceea ce reprezintă fundalul tehnologiei de control vectorial.
Tehnica de control vectorial se mai numește control orientat pe câmp. Poate decupla relația complexă de curent al statorului și poate descompune curentul stator într-un curent direct pe axa care controlează excitația și un curent pe axa în cuadratura care controlează cuplul.
După cum sa menționat mai devreme, motorul trifazat este alimentat cu tensiuni sinusoidale simetrice cu trei căi cu o diferență spațială de 120 de grade, formând un câmp magnetic rotativ în spațiu. Desigur, dacă doriți să generați un câmp magnetic rotativ în spațiu, nu trebuie să aveți înfășurări simetrice trifazate. Orice înfășurări polifazate simetrice pot genera forță magnetomotoare rotativă în spațiu, în special înfășurări ortogonale simetrice în două faze, care pot realiza, de asemenea, același lucru, iar cele două faze sunt variabile independente care sunt perpendiculare una pe cealaltă. Prin urmare, ne putem imagina modelul unui motor trifazat ca model de motor cu două faze. Pe baza principiului generării aceluiași câmp magnetic circular ca și motorul trifazat, cele două faze sunt la 90 de grade una de cealaltă în spațiu, una este responsabilă pentru controlul cuplului, cealaltă este responsabilă pentru controlul excitației și nu o fac. se afectează reciproc.
Câmpul magnetic și cuplul generat de înfășurarea trifazată sunt exact aceleași ca mărime și direcție cu câmpul magnetic și cuplul generate de înfășurarea în cuadratură în două faze și se rotesc în sens invers acelor de ceasornic în spațiu cu aceeași viteză unghiulară pentru a forma aceeași rotație. camp magnetic. Aceasta este transformarea așa-numitului sistem de coordonate staționar trifazat în sistemul de coordonate staționar bifazat.
Mergând mai departe, presupunem că există o înfășurare simetrică ortogonală în două faze, iar curenții DC Id și Iq sunt trecuți. Forța magnetomotoare combinată generată de acestea este exact aceeași cu sistemul de coordonate statice în două faze și sistemul de coordonate statice trifazat, iar cele două faze sunt pozitive. Înfășurarea alternativă se rotește cu aceeași viteză unghiulară a câmpului magnetic, apoi sistemul de coordonate rotativ d, q poate fi complet echivalent cu statica trifazată și statică bifazată anterior, care este transformarea din statică bifazată în două faze. -sistem de coordonate rotativ de fază.
Prin urmare, Ia, Ib și Ic în sistemul de coordonate staționar trifazat pot fi complet echivalente cu Id și Iq în sistemul de coordonate rotativ în două faze.
După obținerea Id și Iq, controlul sistemului multivariabil, puternic de cuplare și neliniar al motorului trifazat va deveni direct controlul a două componente independente de curent continuu, ceea ce decuplează relația complexă multivariabilă a motorului trifazat. și simplifică controlul sistemului. Următoarea figură prezintă întregul proces de transformare a vectorului.
