Jak uzyskać wartość przesunięcia położenia wirnika silnika PMSM

Jak uzyskać wartość przesunięcia położenia wirnika silnika PMSM

Angielska pełna nazwa PMSM to Permanent-magnetSynchronousMotor, który jest dosłownie tłumaczony jako silnik synchroniczny z magnesem trwałym.

Musi spełniać kilka cech:

(1) Napięcie prądu przemiennego o różnicy fazy 120 stopni między trójfazowymi statorami generuje pole magnetyczne stojana ruchu obrotowego.

(2) Wirnik jest wzbudzany przez magnesy trwałe, niezależnie od tego, czy materiał wzbudzający to AlNiCo, ferryt lub NdFeB; Niezależnie od tego, czy jest osadzony, czy zamontowany na powierzchni, jest zaprojektowany przez specjalny kształt stojana i wirnika, a na końcu w przestrzeni szczeliny powietrznej. Obecny jest sinusoidalny układ pól magnetycznych NS.

(3) W oparciu o powyższe dwa punkty, tylny EMF musi być falą sinusoidalną, która jest największą różnicą między PMSM i BLDC (fala trapezoidalna z tyłu EMF).

Ponieważ wirnik PMSM został zestalony, problem w jaki sposób sterować silnikiem można uprościć bardzo prosto: W jaki sposób wał wirnika silnika może generować określony moment obrotowy?

(1) Gdybym pochodził ze stosunkowo starego wieku i niestety przeszedł do czasów współczesnych, w swoim czasie poznałem wiedzę: magnesy mają dwie biegunowości, N i S, i ta sama płeć odpycha się nawzajem, a płeć przeciwna przyciąga;

Pomyślę, że biorę kolejny magnes blisko wirnika, a następnie pozwalam, by magnes w mojej dłoni narysował okrąg wokół stojana, wtedy będzie istniała siła pomiędzy magnesem i wirnikiem w moim ciele, aby rotor się obracał;

(2) Gdybym przyszedł trochę bliżej, w owych czasach wielki pan Oster i pan Ampere odkryli, że elektryczność może być namagnesowana, a sinusoidalny prąd zmienny może wytworzyć kołowe pole magnetyczne w ruchu kosmicznym (to nie jest to ten sam efekt, który użyłem do narysowania okręgu za pomocą magnesu?), wtedy moja praca jest prosta, tak długo jak cewka stojana jest umieszczona wokół wirnika, prąd przemienny na cewce stojana może spowodować poddanie wirnika siły pola magnetycznego. Ćwiczenie

(3) Jeśli pochodzę z najnowszej epoki, pan Park i pan Clark, którzy byli inteligentni w tamtej epoce, już rozpoczęli prace badawcze. Stwierdzili oni problem polegający na tym, że trójfazowy prąd przemienny o stałym standardzie prędkości równym 120 ° różnicy faz ma tylko dwa stopnie swobody, a jeśli napięcie trójfazowe jest obserwowane pod kątem poruszającego się pola magnetycznego wytwarzanego przez trzy- napięcie fazowe, Stwierdzono, że rzut generowany w kierunku pionowym pola magnetycznego i pola magnetycznego nie zmienia się w czasie, co zapewnia dużą wygodę rozwiązania sterowania.

Plotki są trochę długie, ale w obu przypadkach (2) i (3) używają narożników silnika, aby wytwarzać naprzemienne napięcia stojana.

Najprostszy standardowy schemat blokowy algorytmu synchronicznego sterowania silnikiem z magnesami trwałymi przedstawia się następująco:

Schemat blokowy tego algorytmu sterowania wygląda na skomplikowany, ale mówi tysiąc dziesięć tysięcy, jego cel można opisać w następujący sposób:

(1) Ponieważ w szczelinie powietrznej znajduje się ruchome pole magnetyczne, cewka stojana wytwarza siłę przeciwelektromotoryczną, gdy rotor się obraca;

(2) Najprostszy sposób ustalenia pola magnetycznego stojana Falownik definiuje napięcie pod tym samym kątem fazowym, co tylny EMF. Pole magnetyczne stojana wytwarzane przez prąd stojana po pokonaniu tylnej siły elektromotorycznej oddziałuje z polem magnetycznym wirnika, aby wykonać pracę zewnętrzną.

Mówiąc wprost, tak zwany algorytm sterowania silnikiem to nic innego jak stworzenie trzech napięć stojana. Algorytm wymaga, aby wytworzone napięcie sinusoidalne było w fazie z powrotem EMF generowanym przez linie magnetyczne cięcia stojana w fazie.

(Dlaczego powinniśmy powiedzieć "najłatwiejsze" trzy słowa, ponieważ równania różniczkowe sterowania silnikiem faktycznie mają nieskończone rozwiązania, a to, czego używamy w inżynierii, jest tylko jednym ze swoich specjalnych rozwiązań Zbyt wiele do powiedzenia, ludzie są w rzeczywistości Są niezliczeni kombinacje określonych napięć na cewce stojana, które umożliwiają rotorowi przekazywanie tej samej ilości momentu obrotowego ze stałą prędkością Najłatwiej dostępną metodę stosuje się w aplikacjach inżynierskich).

Istnieje kilka sposobów określania początkowego kąta położenia sterownika silnika w odniesieniu do pozycji silnika:

(1) Metoda Back EMF

a) Linia faz silnika nie jest podłączona do ECU, sygnał pozycji silnika jest podłączony do ECU, a oprogramowanie w ECU potrzebuje oprogramowania do obliczania kąta, a inne oprogramowanie sterujące nie jest potrzebne;

b) Ręcznie obrócić wał silnika, a sygnał kąta silnika obserwowany w oprogramowaniu powinien zmienić się z 0 na 360 stopni;

c) Użyj serwomechanizmu lub innego sprzętu, aby przeciągnąć testowany silnik, aby obracał się ze stałą prędkością i zmierzyć siłę tyłu elektromotorycznej. Tylna siła elektromotoryczna i kąt obrotu silnika po obróbce programowej powinny mieć następującą odpowiednią zależność (0 stopni odpowiada przeciwnemu potencjałowi od dodatniego 0 do ujemnego 0, 120 stopni odpowiada B przeciwległemu potencjałowi od dodatniego 0 do ujemnego 0, 240 stopni odpowiada na C przeciwnie do potencjału od dodatniego 0 do ujemnego 0).

d) Jeżeli nie jest zachowana zgodność między tylnym EMF a kątem obrotu silnika, należy przyjąć następujące środki, aby zachować zgodność. :

ja. Ustaw kąt przesunięcia pozycji silnika w oprogramowaniu

Ii. Zmień definicję fazy ABC silnika (zastąp kolejność przewodów)

(2) Metoda oporu wirnika