O controle vetorial é uma tecnologia de controle de motor, que pode transformar o controle de motor trifásico no mesmo motor DC escovado, para obter controle simples e alta eficiência.
A corrente de comutação do motor CC escovado precisa ser realizada pelo comutador para formar um campo magnético rotativo. O rotor gira sob a força magnética do estator. A estrutura é simples e o torque é grande e tem bom desempenho de regulagem de velocidade. Esta é a principal característica do motor DC escovado. A direção de excitação do motor é sempre perpendicular à direção do campo magnético, e o método de controle é simples e eficaz.
Princípio de rotação do motor DC escovado: a eletricidade DC passa pelas escovas de comutação para formar um campo magnético através da comutação e, sob a interação do campo magnético e do estator, aciona o rotor para girar.
Em contraste com o motor de indução trifásico tradicional, ele recebe tensão senoidal simétrica trifásica, a ligação de fluxo espacial é quase circular e o torque é estável. No entanto, as desvantagens também são mais óbvias:
1. A corrente alternada senoidal simétrica trifásica produz um campo magnético rotativo que muda com o tempo e o espaço, e é um sistema multivariável;
2. A corrente do estator não pode ajustar apenas a excitação e o torque. Há um forte acoplamento entre eles, uma relação não linear complexa, um grande volume e muita perda. ;
Então, existe uma maneira de controlar um motor de indução trifásico tão simples, eficaz e estável quanto um motor DC? Também muito estável? Este é o método de controle vetorial que mencionamos anteriormente. Este método é um método de controle proposto na década de 1970. A CA trifásica sofre uma série de transformações de coordenadas e finalmente se torna um método de controle positivo bifásico controlado por CC. corrente alternada. O desacoplamento de relações complexas de corrente torna o motor simples e controlável.
Esta tecnologia de controle vetorial pode ser usada para motores CA ou motores CC. Não importa o tipo de motor, seu torque é proporcional ao produto vetorial do campo magnético do estator e do campo magnético do rotor, ou seja, a área do paralelogramo entre eles. Quando o ângulo entre o campo magnético do estator e o campo magnético do rotor é de 90 graus, a área do paralelogramo entre eles é a maior, e o torque gerado neste momento também é o maior.
Como o motor CC escovado, sua corrente de excitação do estator e corrente de armadura estão em seus próprios loops e são controláveis, respectivamente. O campo magnético do estator e o campo magnético do estator e o campo magnético do rotor sempre podem ser mantidos perpendiculares, e o torque gerado também é o maior. Se você quiser fazer um motor trifásico alcançar o efeito de um motor de escova CC no controle, você deve encontrar uma maneira de desacoplar a relação entre torque e excitação. Se o ângulo entre o campo magnético do estator e o campo magnético do rotor sempre puder ser controlado para diferir em 90 graus, a eficiência de controle do motor DC será muito melhorada, que é o pano de fundo da tecnologia de controle vetorial.
A técnica de controle vetorial também é chamada de controle orientado a campo. Ele pode desacoplar a relação complexa da corrente do estator e decompor a corrente do estator em uma corrente de eixo direto que controla a excitação e uma corrente de eixo de quadratura que controla o torque.
Como mencionado anteriormente, o motor trifásico é alimentado com tensões senoidais simétricas de três vias com uma diferença espacial de 120 graus, formando um campo magnético rotativo no espaço. Obviamente, se você deseja gerar um campo magnético rotativo no espaço, não precisa ter enrolamentos simétricos trifásicos. Quaisquer enrolamentos polifásicos simétricos podem gerar força magnetomotriz rotativa no espaço, especialmente enrolamentos ortogonais simétricos bifásicos, que também podem atingir o mesmo , e as duas fases são variáveis independentes que são perpendiculares entre si. Portanto, podemos imaginar o modelo de um motor trifásico como um modelo de motor bifásico. Com base no princípio de gerar o mesmo campo magnético circular que o motor trifásico, as duas fases estão a 90 graus uma da outra no espaço, uma é responsável pelo controle de torque, a outra é responsável pelo controle de excitação, e elas não afetam uns aos outros.
O campo magnético e o torque gerados pelo enrolamento trifásico são exatamente os mesmos em magnitude e direção que o campo magnético e o torque gerados pelo enrolamento de quadratura bifásico, e giram no sentido anti-horário no espaço na mesma velocidade angular para formar a mesma rotação. campo magnético. Esta é a transformação do chamado sistema de coordenadas estacionário trifásico para o sistema de coordenadas estacionário bifásico.
Indo um passo adiante, assumimos que existe um enrolamento simétrico ortogonal bifásico, e as correntes DC Id e Iq são passadas respectivamente. A força magnetomotriz combinada gerada por eles é exatamente a mesma que o sistema de coordenadas estático bifásico e o sistema de coordenadas estático trifásico, e as duas fases são positivas. O enrolamento alternado gira na mesma velocidade angular do campo magnético, então o sistema de coordenadas rotativas d, q pode ser completamente equivalente ao estático trifásico anterior e estático bifásico, que é a transformação de estático bifásico para dois -fase rotativa do sistema de coordenadas.
Portanto, Ia, Ib e Ic no sistema de coordenadas estacionário trifásico podem ser completamente equivalentes a Id e Iq no sistema de coordenadas rotativo bifásico.
Depois que Id e Iq são obtidos, o controle de sistema multivariável, forte e não linear do motor trifásico se tornará diretamente o controle de dois componentes DC independentes, que desacoplam a complexa relação multivariável do motor trifásico e simplifica o controle do sistema. A figura a seguir mostra todo o processo de transformação vetorial.
