Điều khiển vector là một công nghệ điều khiển động cơ, có thể biến điều khiển động cơ ba pha thành động cơ DC có chổi than giống nhau, để đạt được điều khiển đơn giản và hiệu quả cao.
Dòng chuyển mạch của động cơ DC có chổi than cần được nhận biết bởi cổ góp để tạo thành từ trường quay. Rôto quay dưới lực từ của stato. Kết cấu đơn giản, mômen xoắn lớn và hiệu suất điều tốc tốt. Đây là đặc điểm chính của động cơ điện một chiều chổi than. Chiều kích từ của động cơ luôn vuông góc với chiều của từ trường, phương pháp điều khiển đơn giản và hiệu quả.
Nguyên lý quay của động cơ điện một chiều có chổi than: Dòng điện một chiều đi qua chổi than tạo thành từ trường thông qua hoán vị, và dưới tác dụng của từ trường và stato, nó làm cho rôto quay.
Trái ngược với động cơ cảm ứng ba pha truyền thống, nó đầu vào điện áp hình sin đối xứng ba pha, liên kết từ thông trong không gian gần như tròn và mô-men xoắn ổn định. Tuy nhiên, nhược điểm cũng rõ ràng hơn:
1. Dòng điện xoay chiều hình sin đối xứng ba pha tạo ra từ trường quay biến thiên theo thời gian và không gian, là hệ nhiều biến thiên;
2. Dòng điện stato không thể điều chỉnh kích từ và mômen một mình. Giữa chúng có mối liên hệ chặt chẽ, quan hệ phi tuyến phức tạp, khối lượng lớn và tổn thất nhiều. ;
Vậy có cách nào điều khiển động cơ cảm ứng 3 pha đơn giản, hiệu quả và ổn định như động cơ điện một chiều không? Cũng rất ổn định? Đây là phương pháp điều khiển vector mà chúng tôi đã đề cập trước đó. Phương pháp này là một phương pháp kiểm soát được đề xuất vào những năm 1970. AC ba pha trải qua một loạt các phép biến đổi tọa độ, và cuối cùng trở thành phương pháp điều khiển tích cực hai pha điều khiển DC. Dòng điện xoay chiều. Tách rời các mối quan hệ phức tạp hiện tại làm cho động cơ trở nên đơn giản và có thể điều khiển được.
Công nghệ điều khiển véc tơ này có thể được sử dụng cho động cơ AC hoặc động cơ DC. Bất kể nó là loại động cơ nào, mômen của nó tỷ lệ với tích chéo của từ trường stato và từ trường rôto, tức là diện tích của hình bình hành bao quanh chúng. Khi góc giữa từ trường stato và từ trường rôto là 90 độ thì diện tích hình bình hành bao quanh chúng là lớn nhất và mômen quay sinh ra lúc này cũng lớn nhất.
Giống như động cơ điện một chiều có chổi than, dòng điện kích từ stato và dòng điện phần ứng của nó nằm trong các vòng riêng của chúng và có thể điều khiển được tương ứng. Có thể luôn giữ cho từ trường stato và từ trường stato và từ trường rôto luôn vuông góc với nhau và mômen sinh ra cũng lớn nhất. Nếu bạn muốn làm cho động cơ ba pha đạt được hiệu quả của động cơ chổi than DC trong điều khiển, bạn phải tìm cách tách mối quan hệ giữa mômen và kích từ. Nếu góc giữa từ trường stato và từ trường rôto luôn có thể được điều khiển chênh lệch 90 độ, thì hiệu suất điều khiển của động cơ điện một chiều sẽ được cải thiện đáng kể, đây là nền tảng của công nghệ điều khiển véc tơ.
Kỹ thuật điều khiển vector còn được gọi là điều khiển hướng trường. Nó có thể tách rời mối quan hệ phức tạp về dòng điện stato và phân hủy dòng điện stato thành dòng điện trục một chiều điều khiển kích từ và dòng điện trục vuông điều khiển mô-men xoắn.
Như đã đề cập trước đó, động cơ ba pha được cấp điện áp hình sin đối xứng ba chiều với sự khác biệt trong không gian là 120 độ, tạo thành một từ trường quay trong không gian. Tất nhiên, nếu bạn muốn tạo ra một từ trường quay trong không gian, bạn không cần phải có các cuộn dây đối xứng ba pha. Bất kỳ cuộn dây nhiều pha đối xứng nào cũng có thể tạo ra lực từ động quay trong không gian, đặc biệt là cuộn dây trực giao đối xứng hai pha cũng có thể đạt được như vậy, và hai pha là các biến độc lập có phương vuông góc với nhau. Do đó, chúng ta có thể hình dung mô hình của động cơ ba pha là mô hình động cơ hai pha. Dựa trên nguyên lý tạo ra từ trường tròn giống như động cơ ba pha, hai pha đặt cách nhau 90 độ trong không gian, một pha chịu trách nhiệm điều khiển mômen, một pha chịu trách nhiệm điều khiển kích từ, còn chúng thì không. ảnh hưởng lẫn nhau.
Từ trường và mômen do dây quấn ba pha tạo ra hoàn toàn giống về độ lớn và hướng với từ trường và mômen do dây quấn vuông góc hai pha tạo ra, và quay ngược chiều kim đồng hồ trong không gian với cùng vận tốc góc để tạo thành chuyển động quay như nhau. từ trường. Đây là sự chuyển đổi cái gọi là hệ tọa độ tĩnh ba pha sang hệ tọa độ tĩnh hai pha.
Đi thêm một bước nữa, chúng ta giả sử rằng có một cuộn dây đối xứng trực giao hai pha và các dòng DC Id và Iq tương ứng được chạy qua. Lực động tổng hợp do chúng tạo ra hoàn toàn giống với hệ tọa độ tĩnh hai pha và hệ tọa độ tĩnh ba pha, và hai pha cùng dương. Dây quấn xoay chiều quay với cùng vận tốc góc của từ trường thì hệ tọa độ quay d, q hoàn toàn có thể tương đương với tĩnh ba pha và tĩnh hai pha trước đó là sự biến đổi từ tĩnh hai pha thành hai pha. -Hệ tọa độ quay pha.
Do đó, Ia, Ib và Ic trong hệ tọa độ tĩnh ba pha có thể hoàn toàn tương đương với Id và Iq trong hệ tọa độ quay hai pha.
Sau khi có được Id và Iq, điều khiển hệ thống đa biến, khớp nối mạnh và hệ thống phi tuyến của động cơ ba pha sẽ trực tiếp trở thành điều khiển của hai thành phần DC độc lập, tách rời mối quan hệ đa biến phức tạp của động cơ ba pha. và làm cho việc kiểm soát hệ thống trở nên đơn giản. Hình dưới đây cho thấy toàn bộ quá trình biến đổi véc tơ.
