Drehzahlregelsystem mit variabler Frequenz eines Permanentmagnet-Synchronmotors basierend auf Hybridsteuerung
Xiao Qinghao und Tang Ningping, Forscher der Fakultät für Elektrotechnik und Automatisierung der Universität Fuzhou, schrieben 2019 in der ersten Ausgabe von "Electrical Technology" (Elektrotechnik), die auf zwei verschiedene Arten von Frequenzregelverfahren mit variabler Frequenz für Permanentmagnet-Synchronmotoren abzielte. Hybridsteuerungsart mit variabler Frequenzsteuerung, die Steuerung und automatische Steuerung kombiniert.
Das Verfahren kombiniert die hochpräzise und selbstgesteuerte variable Frequenzgeschwindigkeitsregulierung der Frequenzsteuerung der Frequenzsteuerung, um das dynamische und stationäre Verhalten des Steuersystems zu verbessern. In der Matlab / Simulink-Plattform wird ein Simulationsmodell erstellt, das automatisch zwischen beiden wechselt. Simulationsergebnisse zeigen, dass die Methode effektiv und machbar ist.
Der Permanentmagnet-Synchronmotor hat die Vorteile eines einfachen Aufbaus, eines zuverlässigen Betriebs, einer hohen Leistungsdichte und eines hohen Wirkungsgrades und kann leicht ein Hochleistungs-Geschwindigkeitssteuersystem bilden. Mit der Entwicklung der Leistungselektroniktechnologie, der Motorsteuerungstechnologie, der Computertechnologie und des Preises für Dauermagnetwerkstoffe wird es in vielen Bereichen wie Haushaltsgeräten, Fahrzeugen, Industriesteuerungen, der Luft- und Raumfahrtindustrie usw. häufig eingesetzt und ist sehr beliebt viel bei elektrischen Antrieben. Wichtiger Anwendungswert.
In dem Geschwindigkeitsregelsystem mit variabler Frequenz gibt es zwei verschiedene Steuermodi, einer ist, dass er die Frequenzumwandlungsgeschwindigkeitsregelung steuert, und der andere ist die selbstgesteuerte Frequenzumwandlungsgeschwindigkeitsregelung, und die beiden Steuerungsverfahren haben ihre eigenen Vorteile.
Er steuert die Frequenzumwandlungsgeschwindigkeitsregelung, die auch als Konstantspannungs-Frequenzverhältnis-Steuerverfahren bekannt ist. Durch Angabe der Frequenz des Statorstroms des Motors wird das Luftspaltdrehmagnetfeld entsprechend der Frequenz erzeugt, und die Motordrehzahl und das Luftspaltdrehmagnetfeld werden streng synchronisiert, wodurch die hohe Genauigkeit der Frequenz gesteuert wird Steuerung. Darüber hinaus hat sein Steuerfrequenzumwandlungsgeschwindigkeitssteuersystem auch die Vorteile einer einfachen Steuerschaltungsstruktur und einer bequemen Einstellung.
Es gibt jedoch inhärente Nachteile in diesem Steuermodus, nämlich das Out-of-Step-Problem. Selbstgesteuerte Drehzahlregelung mit variabler Frequenz, deren Ausgangsfrequenz durch einen Rotorstellungsdetektor auf der Motorwelle gesteuert wird, und bildet ein geschlossenes Regelungssystem, das die Rotorposition automatisch anhand der Statorstromfrequenz verfolgt. Durch dieses Verfahren kann die versteckte Gefahr von Rotorschwingungen und Schrittverschiebungen grundsätzlich ausgeschlossen werden. Dies liegt daran, dass die Ausgangsfrequenz der Umrichtervorrichtung, die der Statorwicklung des Motors Strom zuführt, durch den Rotorpositionsdetektor gesteuert wird und immer synchron gehalten wird, wodurch die plötzliche Änderung der Last und dergleichen vermieden wird. Das Phänomen von außer Schritt, aber das Steuersystem ist relativ kompliziert. Aufgrund der Positionsdetektorgenauigkeit, der Reglersteuerparameter und anderer Faktoren tritt außerdem ein gewisser statischer Fehler auf.
Dieses Dokument kombiniert die Vorteile der beiden obigen Steuerverfahren und schlägt ein Verfahren zur Regelung der Drehzahl eines Permanentmagnetsynchronmotors des Hybridsteuertyps vor, das auf der Kombination seiner Steuerung und seiner automatischen Steuerung [9-11] basiert, um zwei Arten der Frequenzsteuerung besser zu spielen Die Vorteile des Weges. Durch die Erstellung des entsprechenden Systemmodells und Simulationsexperiments auf der Simulationsplattform Matlab / Simulink zeigen die Simulationsergebnisse, dass die Methode effektiv und machbar ist.
abschließend
In diesem Dokument wird ein Hybrid-Geschwindigkeitsregelverfahren mit automatischer Umschaltung vorgeschlagen, das seine Steuerung und seine automatische Steuerung durch Analyse der Eigenschaften seiner Steuerung und seiner Selbststeuerung kombiniert. Die Geschwindigkeitsregelungsmethode verwendet den doppelten geschlossenen Regelungsmodus der Geschwindigkeit und des Stroms beim Start, wodurch der schnelle Start des Motors erreicht wird, eine starke Tragfähigkeit vorhanden ist, die Gefahr des Verlusts der Stufe vermieden wird und eine gute dynamische Leistung erzielt wird.
Wenn die Schaltbedingung erfüllt ist, wird in den anderen Steuermodus gewechselt, der Schaltvorgang ist glatt und schnell und es tritt kein Einschaltstrom auf. Unter seiner Kontrolle und Kontrolle hat das System eine höhere stationäre Genauigkeit und eine bestimmte Belastbarkeit. Wenn sich das Lastdrehmoment im stabilen Steuerbereich ändert, wird die Charakteristik "Drehmoment-Kraftwinkel-Selbstausgleich" des Motors verwendet, und das System kann nach einer kurzen Selbsteinstellung in den stabilen Zustand zurückkehren. und wenn sich die gegebene Geschwindigkeit ändert, das schnelle Umschalten in den automatischen Steuermodus, um das Auftreten einer Nicht-Synchronisation zu vermeiden, und um auf die Steuerung der Steuerung umzuschalten, nachdem die Umschaltbedingung erfüllt ist, wodurch das automatische Umschalten zwischen den beiden realisiert wird Steuerung und die automatische Steuerung.
Bei diesem Verfahren können die beiden Steuermodi stufenlos und reibungslos umschalten, und die Eigenschaften einer hohen stationären Genauigkeit, der dynamischen Selbststeuerungsbeständigkeit und kein Schrittverlust werden voll ausgenutzt, und der stationäre Zustand und die dynamische Leistung des Systems werden voll ausgenutzt verbessert. Diese Methode hat auch gewisse Mängel. Im automatischen Steuerungsmodus wird der Positionssensor benötigt, um das Geschwindigkeitssignal zu erhöhen, und die sensorlose Steuerung ist nicht vollständig implementiert. Das Verfahren hat einen bestimmten Anwendungswert in den Fällen, in denen die Rotationsgeschwindigkeit schnell eingestellt werden muss und die Rotationsgeschwindigkeitsgenauigkeit im stationären Betrieb, beispielsweise in der Textilchemikalienfaser- und Glasindustrie, hoch ist.
