El control vectorial es una tecnología de control de motor, que puede convertir el control de motor trifásico en el mismo motor de CC cepillado, para lograr un control simple y de alta eficiencia.
La corriente de conmutación del motor de CC cepillado debe ser realizada por el conmutador para formar un campo magnético giratorio. El rotor gira bajo la fuerza magnética del estator. La estructura es simple y el par es grande y tiene un buen rendimiento de regulación de velocidad. Esta es la característica principal del motor de CC cepillado. La dirección de excitación del motor es siempre perpendicular a la dirección del campo magnético, y el método de control es simple y efectivo.
Principio de rotación del motor de CC cepillado: la electricidad de CC pasa a través de los cepillos de conmutación para formar un campo magnético a través de la conmutación, y bajo la interacción del campo magnético y el estator, impulsa el rotor a girar.
En contraste con el motor de inducción trifásico tradicional, ingresa voltaje sinusoidal simétrico trifásico, el enlace de flujo espacial es casi circular y el par es estable. Sin embargo, las desventajas también son más obvias:
1. La corriente alterna sinusoidal simétrica trifásica produce un campo magnético giratorio que cambia con el tiempo y el espacio, y es un sistema multivariable;
2. La corriente del estator no puede ajustar la excitación y el par por sí solos. Hay un fuerte acoplamiento entre ellos, una relación no lineal compleja, un gran volumen y mucha pérdida. ;
Entonces, ¿hay alguna manera de controlar un motor de inducción trifásico tan simple, efectivo y estable como un motor de CC? ¿También muy estable? Este es el método de control vectorial que mencionamos anteriormente. Este método es un método de control propuesto en la década de 1970. La CA trifásica se somete a una serie de transformaciones de coordenadas, y finalmente se convierte en un método de control positivo de dos fases controlado por CC. corriente alterna. El desacoplamiento de relaciones de corriente complejas hace que el motor sea simple y controlable.
Esta tecnología de control vectorial se puede utilizar para motores de CA o motores de CC. No importa qué tipo de motor sea, su par es proporcional al producto cruzado del campo magnético del estator y el campo magnético del rotor, es decir, el área del paralelogramo encerrado por ellos. Cuando el ángulo entre el campo magnético del estator y el campo magnético del rotor es de 90°, el área del paralelogramo encerrado por ellos es el más grande, y el par generado en este momento también es el más grande.
Al igual que el motor de CC cepillado, su corriente de excitación del estator y la corriente de armadura están en sus propios bucles y son controlables respectivamente. El campo magnético del estator y el campo magnético del estator y el campo magnético del rotor siempre se pueden mantener perpendiculares, y el par generado también es el más grande. Si desea hacer que un motor trifásico logre el efecto de un motor de cepillo de CC en control, debe encontrar una manera de desacoplar la relación entre el par y la excitación. Si el ángulo entre el campo magnético del estator y el campo magnético del rotor siempre se puede controlar para diferir en 90 °, la eficiencia de control del motor de CC mejorará considerablemente, que es el fondo de la tecnología de control vectorial.
La técnica de control vectorial también se denomina control orientado al campo. Puede desacoplar la compleja relación de corriente del estator y descomponer la corriente del estator en una corriente de eje directo que controla la excitación y una corriente de eje de cuadratura que controla el par.
Como se mencionó anteriormente, el motor trifásico se alimenta con voltajes sinusoidales simétricos de tres vías con una diferencia espacial de 120 °, formando un campo magnético giratorio en el espacio. Por supuesto, si desea generar un campo magnético giratorio en el espacio, no tiene que tener devanados simétricos trifásicos. Cualquier devanado polifásico simétrico puede generar fuerza magnetomotiva giratoria en el espacio, especialmente devanados ortogonales simétricos bifásicos, que también pueden lograr lo mismo, y las dos fases son variables independientes que son perpendiculares entre sí. Por lo tanto, podemos imaginar el modelo de un motor trifásico como un modelo de motor bifásico. Basado en el principio de generar el mismo campo magnético circular que el motor trifásico, las dos fases están a 90 ° de distancia entre sí en el espacio, una es responsable del control del par, la otra es responsable del control de la excitación y no se afectan entre sí.
El campo magnético y el par generados por el devanado trifásico son exactamente los mismos en magnitud y dirección que el campo magnético y el par generado por el devanado de cuadratura bifásica, y giran en sentido contrario a las agujas del reloj en el espacio a la misma velocidad angular para formar el mismo campo magnético giratorio. Esta es la transformación del llamado sistema de coordenadas estacionarias trifásicas en el sistema de coordenadas estacionarias bifásicas.
Yendo un paso más allá, asumimos que hay un devanado simétrico ortogonal de dos fases, y las corrientes de CC Id e Iq se pasan respectivamente. La fuerza magnetomotiva combinada generada por ellos es exactamente la misma que el sistema de coordenadas estáticas bifásicas y el sistema de coordenadas estáticas trifásicas, y las dos fases son positivas. El devanado alterno gira a la misma velocidad angular del campo magnético, luego el sistema de coordenadas giratorias d, q puede ser completamente equivalente al anterior estático trifásico y estático bifásico, que es la transformación de un sistema de coordenadas rotativo bifásico a bifásico.
Por lo tanto, Ia, Ib e Ic en el sistema de coordenadas estacionarias trifásicas pueden ser completamente equivalentes a Id e Iq en el sistema de coordenadas rotativas bifásicas.
Después de obtener Id e Iq, el acoplamiento multivariable y fuerte y el control del sistema no lineal del motor trifásico se convertirán directamente en el control de dos componentes de CC independientes, lo que desacopla la compleja relación multivariable del motor trifásico y simplifica el control del sistema. La siguiente figura muestra todo el proceso de transformación vectorial.
