ZHCUCJ3A October 2024 – December 2024
- 1
- 說明
- 特性
- 應用
- 5
- 1評估模塊概述
- 2硬件
- 3電機控制軟件
- 4測試過程和結(jié)果
- 5硬件設(shè)計文件
- 6其他信息
- 7參考資料
- 8修訂歷史記錄
3.1 三相 PMSM 驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計理論
為了正確解釋 TIEVM-MTR-HVINV 的軟件，需要具備背景知識。一般來說，了解三相 PMSM 電機驅(qū)動系統(tǒng)的基本理論，以及無傳感器 FOC 控制如何融入該系統(tǒng)非常重要。
永磁同步電機 (PMSM) 具有一個繞線定子、一個永磁轉(zhuǎn)子組件，以及用于檢測轉(zhuǎn)子位置的內(nèi)部或外部機構(gòu)。檢測機構(gòu)會提供位置反饋以適當?shù)卣{(diào)整定子基準電壓的頻率和振幅，從而使磁體組件保持旋轉(zhuǎn)。一個內(nèi)部永磁轉(zhuǎn)子和外部繞組的組合提供低轉(zhuǎn)子慣性、有效散熱和電機尺寸減少等優(yōu)勢。
- 同步電機構(gòu)造：永磁體被牢牢固定在旋轉(zhuǎn)軸上，生成了一個恒定的轉(zhuǎn)子磁通。這個轉(zhuǎn)子磁通通常具有一個恒定的磁通量。當加電時，定子繞組產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)的電磁場。為了控制旋轉(zhuǎn)磁場，必須控制定子電流。
- 根據(jù)機器的額定功率范圍和速度，轉(zhuǎn)子的實際結(jié)構(gòu)會有所不同。對于高達數(shù)千瓦的同步電機來說，永磁體是很好的選擇。為了獲得更高的額定功率，轉(zhuǎn)子通常由接通直流電的繞組組成。轉(zhuǎn)子的機械結(jié)構(gòu)是根據(jù)所需的磁通量梯度和磁極數(shù)而設(shè)計的。
- 定子和轉(zhuǎn)子磁通的交感產(chǎn)生了一個轉(zhuǎn)矩。由于定子被牢固地安裝在電機架上，而轉(zhuǎn)子可自由旋轉(zhuǎn)，因此轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)會產(chǎn)生一個有用的機械輸出，如圖 3-1 所示。
- 必須仔細控制轉(zhuǎn)子磁場和定子磁場間的角度，以產(chǎn)生最大扭矩和實現(xiàn)較高的機電轉(zhuǎn)換效率。為了實現(xiàn)這一目的，在同一轉(zhuǎn)速和扭矩條件下，為了盡可能少地消耗電流，在關(guān)閉速度環(huán)路后需要使用無傳感器算法進行微調(diào)。
- 旋轉(zhuǎn)中的定子磁場的頻率必須與轉(zhuǎn)子永磁磁場的頻率相同，否則轉(zhuǎn)子就會經(jīng)歷快速的正負扭矩交替。這導致扭矩產(chǎn)生效果不佳，并且在機器器件上產(chǎn)生過多的機械抖動、噪聲和機械應力。此外，如果轉(zhuǎn)子慣性使轉(zhuǎn)子不能對這些擺動做出響應，那么轉(zhuǎn)子在同步頻率上停止轉(zhuǎn)動，并且對靜止轉(zhuǎn)子的平均扭矩：零扭矩做出響應。這意味著機器會出現(xiàn)一種稱為牽出 的現(xiàn)象。這也是為什么同步機器不能自啟動的原因。
- 轉(zhuǎn)子磁場與定子磁場間的角度必須等于 90o 以獲得最高的互轉(zhuǎn)矩產(chǎn)出量。為了產(chǎn)生正確的定子磁場，該同步需要知道轉(zhuǎn)子位置。
- 通過將不同轉(zhuǎn)子相位的輸出組合在一起，可將定子磁場設(shè)定為任一方向和強度以產(chǎn)生相應的定子磁通。
圖 3-1 旋轉(zhuǎn)的定子磁通和轉(zhuǎn)子磁通之間的相互作用產(chǎn)生扭矩