Wpływ napięcia szyny DC na serwo silnika synchronicznego z magnesami trwałymi
Obecnie, na rynku krajowym, serwomechanizmy AC małej i średniej mocy ogólnie przyjmują topologię konwersji częstotliwości "AC-DC-AC". Moc prądu przemiennego jest prostowana do prądu stałego, a prąd stały jest odwracany przez kontrolowany komponent mocy do mocy trójfazowej wymaganej przez silnik [1]. Wśród nich, wejście zasilania prądem zmiennym jest generalnie 3-fazowe 220v (napięcie fazowe wynosi 220v). Gdy moc silnika jest niewielka, wejście zasilania prądem zmiennym jest generalnie jednofazowe 220v. W przypadku falownika czas włączenia każdej rury przełączającej jest obliczany na podstawie wartości napięcia szyny DC. W wielu przypadkach napięcie magistrali DC vdc jest stałe w obliczeniach programu. W praktyce wielkość napięcia szyny DC zmienia się. Ponieważ kontrola pi jest używana do sterowania pętlą prądową, wahania napięcia magistrali nie mogą wpływać na końcowy wynik regulacji, ale mają pewien wpływ na czas regulacji i dokładność dynamicznego śledzenia. Zwłaszcza gdy wartość kondensatora bocznego DC jest niewielka, a obciążenie jest ciężkie, efekt jest oczywisty.
Dokument ten weryfikuje powyższy punkt widzenia w przypadku jednofazowego zasilania 220v i dużego obciążenia. Dzięki eksperymentom porównawczym sprawdza się, czy metoda kompensacji napięcia magistrali może poprawić wydajność sterownika przy danym kroku prędkości.
Podstawowa przyczyna problemu napięcia magistrali
Główny obwód prądu stałego silnika synchronicznego Układ sterowania serwomotorem AC składa się z obwodu prostownika, pośredniego obwodu prądu stałego i rury mocy falownika.
Jeżeli pomiary energii i filtrowania kondensatora w obwodzie prądu stałego są ignorowane, przebieg prostownika mostkowego jednofazowego AC 220v jest pokazany na rysunku 2 [2]. Częstotliwość fali jest dwukrotnie większa niż częstotliwość prądu 100 Hz. Kształt fali prostowniczej mostka trójfazowego prądu przemiennego AC 220v (amplituda fazy do 220v) pokazano na rys. 3, a częstotliwość fali wynosi 300 Hz.
W praktyce, ze względu na magazynowanie energii i filtrowanie kondensatora po stronie prądu stałego, napięcie szyny DC jest stabilne na poziomie około 311V bez silnika o wysokim poborze mocy. Kiedy silnik potrzebuje dużego poboru mocy, na rysunku widać, że wydajność zasilania jednofazowego 220 V będzie znacznie mniejsza niż trójfazowego zasilania 220v. Jednak w niektórych przypadkach zasilanie jest ograniczone do jednej fazy 220v z powodu warunków. Powoduje to problem wahań napięcia szyny bocznej DC.
Eksperymenty pokazują, że program jest rozsądny i wykonalny. Chociaż poprawa wydajności napędu jest ograniczona, metoda ta jest wykonalna, gdy wyższe wymagania zostaną umieszczone na serwonapędu. Ponadto, jako projektant, aby w pełni uwzględnić moc wyjściową silnika, moc zasilania i warunki zasilania, należy wybrać wartość pojemności magistrali DC, aby zapewnić, że napięcie magistrali ma dużą zdolność przeciwdziałania zakłóceniom.
