Strategi kontrol penggerak motor servo AC
Model motor servo AC yang diwakili oleh motor sinkron magnet permanen adalah sistem nonlinear yang berpasangan dengan waktu yang sangat beragam. Strategi kontrol itu rumit, sehingga kinerja sistem servo AC secara langsung berkaitan dengan strategi kontrol yang diadopsi. Strategi kontrol yang sangat baik tidak hanya dapat menebus kurangnya desain perangkat keras, tetapi juga lebih meningkatkan kinerja sistem. Strategi kontrol memainkan peran penting dalam servo AC. Persyaratan strategi kontrol sistem servo AC berkinerja tinggi dapat diringkas sebagai berikut: tidak hanya sistem memiliki respon dinamis yang cepat dan presisi dinamis dan statis yang tinggi, tetapi juga sistem tidak peka terhadap perubahan parameter dan gangguan.
Strategi kontrol motor sinkron magnet permanen yang representatif memiliki strategi kontrol tradisional yang diwakili oleh kontrol rasio putaran konstan putaran cepat (u / f = konstan), kontrol pid klasik, kontrol berorientasi lapangan (kontrol vektor), dan torsi langsung . Kontrol, kontrol geser mode variabel struktur, kontrol adaptif, teori linearisasi umpan balik nonlinier, dll. Mewakili strategi kontrol modern dan kontrol cerdas yang diwakili oleh kontrol fuzzy dan kontrol jaringan saraf.
Strategi kontrol tradisional
(1) Kontrol rasio tegangan konstan
Kontrol rasio frekuensi tegangan konstan dengan kompensasi penurunan tegangan stator memastikan bahwa fluks celah udara motor sinkron konstan, dan frekuensi penyesuaian diberikan untuk secara sinkron mengubah kecepatan rotasi motor. Strategi kontrol ini adalah kontrol loop terbuka, yang hanya mengontrol fluks celah udara motor, tidak dapat mengatur torsi, dan rentan terhadap masalah seperti osilasi rotor dan keluar dari langkah. Pada saat yang sama, karena kontrol rasio frekuensi tegangan konstan didasarkan pada model kondisi tunak motor, kinerja kontrol dinamisnya tidak tinggi, dan tidak cocok untuk kejadian kontrol drive servo dengan persyaratan kinerja tinggi.
Untuk mencapai kinerja dinamis yang baik, itu harus didasarkan pada model matematika dinamis motor. Model matematika dinamis dari motor sinkron magnet permanen AC adalah sistem multivariabel yang nonlinier, berpasangan kuat, dan bervariasi waktu. Untuk mendapatkan kinerja kontrol yang baik, diperlukan kontrol decoupling dari kecepatan dan arus sudut, yaitu teknologi kontrol vektor.
(2) Kontrol pid klasik
Kontroler pid menggunakan fungsi proporsional, integral, dan diferensial untuk menghitung kesalahan kontrol untuk mengontrol objek yang dikendalikan. Kontroler pid saat ini merupakan regulator yang paling banyak digunakan. Ini memiliki keunggulan struktur sederhana, stabilitas yang baik, operasi yang andal, dan penyesuaian yang nyaman. Itu selalu menjadi salah satu teknologi utama kontrol industri dan dapat memuaskan sebagian besar aplikasi kontrol servo.
Namun, masih ada beberapa masalah dalam mode kontrol penyetelan pid tiga putaran motor servo AC klasik. Misalnya, penyesuaian parameter regulator rumit dan kesalahannya besar, dan ketergantungan pada model sistem dan parameter kuat. Dalam beberapa aplikasi presisi tinggi, sangat Sulit untuk memenuhi persyaratan sistem.
(3) Kontrol orientasi medan magnet (id = 0)
Kontrol vektor dibangun di atas model matematika yang akurat dari objek yang dikontrol, sehingga kontrol motor AC dikendalikan oleh kontrol keadaan tunak makroskopik eksternal ke kontrol transien dari proses elektromagnetik di dalam motor. Kontrol vektor mentransformasikan variabel nonlinear dari kopling kompleks di dalam motor AC menjadi variabel DC (arus, hubungan fluks, tegangan, dll.) Yang sistem koordinat relatifnya diam melalui transformasi koordinat, menyadari perkiraan kontrol decoupling, dan menemukan kendala kondisi untuk memperoleh tertentu Strategi kontrol optimal target, id = 0 kontrol adalah strategi kontrol spesifik pengendalian vektor. Magnet decoupling arus silang motor sinkron magnet permanen diwujudkan dalam sistem koordinat rotor. Karena keberadaan id dan iq dual loop tertutup saat ini, motor dibuat. Arus iq secara dinamis mengikuti referensi torsi sistem (te = ktiq, kt adalah koefisien torsi motor) untuk mewujudkan kontrol torsi elektromagnetik motor. Strategi kontrol ini memungkinkan sistem motor untuk memiliki linearitas torsi keluaran yang lebih baik dan torsi linier maksimum. Pada saat yang sama, karena semua arus digunakan untuk menghasilkan torsi elektromagnetik, kemampuan motor kelebihan dapat sepenuhnya digunakan untuk meningkatkan kecepatan start dan pengereman motor, dan motor memiliki kinerja awal dan pengereman yang sangat baik.
Teknologi kontrol vektor telah mengalami lebih dari 20 tahun penelitian dan kesempurnaan, dan kinerjanya dalam sistem kontrol kecepatan sangat baik. Baik dalam kecepatan rendah (mode kontrol torsi konstan) atau kecepatan tinggi (mode kontrol daya konstan), karakteristik anti-interferensi Baik karakteristik pengereman dan karakteristik kecepatan mantap memenuhi atau melampaui sistem kontrol kecepatan DC. Namun, model dan algoritma kontrol vektor lebih rumit. Diperlukan untuk melakukan transformasi koordinat ketika mengimplementasikan. Sulit untuk memastikan decoupling lengkap dari tegangan dan arus sistem motor di sumbu langsung dan berpotongan, yang akan mempengaruhi dinamika dan efisiensi sistem motor.
