2024-07-02 西門子公司 F Blaschke - US3805135A

https://patents.google.com/patent/US3805135A/en

Local Backup

us3805135.pdf

Notes

- 這個裝置是用於 field-oriented 控制或調整非同步電機的定子電流向量。
- 這台非同步電機由一個運作於 impressed DC link current 的換流器供電。
- 系統包含:
  - 鏈路電流控制,對整流器的控制路徑施加作用一個角度開關,對逆變器的控制路徑施加作用,該開關由一個控制向量的分量所驅動控制向量和直流鏈路電流由
- 定子電流的兩個分量決定:
  - 一個分量平行於瞬時旋轉磁場軸
  - 另一個分量垂直於瞬時旋轉磁場軸
- 所控制的量是:
  - 定子電流向量的相位角
  - 定子電流向量的大小
- 總的來說,這是一個用於控制非同步電機的 field-oriented 裝置,它通過控制定子電流向量來實現。關鍵技術包括鏈路電流控制和角度開關。
- 本發明的目標是改進上述裝置,使得定子電流向量的 field-oriented 確定可以實現扭矩和磁場分量的解耦調整。
- 這不僅在穩態工作條件下可以實現,而且在從一個穩態工作狀態過渡到另一個穩態工作狀態的任何時刻都可以實現。
- 這意味著定子電流能夠盡可能快速地跟隨其 field-oriented、預設的控制或設定值的任何變化。
- 關鍵技術包括:
  - 實現定子電流向量的 field-oriented 確定
  - 使扭矩和磁場分量可以在任何工作狀態下解耦調整
  - 定子電流能夠快速響應預設控制或設定值的變化
- 總的來說,本發明的目標是改進 field-oriented 控制系統,使其在任何工作狀態下均能獨立調節扭矩和磁場分量,並能快速跟隨預設值的變化,提高系統的靈活性和動態性能。
- 這是一種本發明的特別簡單的實施方式。
- 對於設置定子電流的兩個分量,都提供了一個帶負反饋的積分器。
- 為了形成預見性控制量:
  - 一個積分器的輸入電壓
  - 另一個積分器的輸出電壓的一個成比例量被輸入到兩個乘法器的輸入端。
- 這兩個乘法器的輸出被連接到一個求和放大器的輸入端。
- 這樣就不需要單獨的微分部件來形成預見性控制量。
- 總的來說,這是一種簡單的實現方式,通過巧妙利用積分器的輸入輸出關係,形成預見性控制量,避免了單獨的微分電路,簡化了系統結構。
- 這是本發明的另一種實施方式。
- 目的是快速抵消負載引起的干擾。
- 這種方法是在整流器的控制路徑上增加一個額外的作用量。
- 這個額外作用量對應於逆變器輸入電壓的平均值。
- 簡而言之,這種實施方式通過在整流器控制路徑上增加一個與逆變器輸入電壓平均值相關的量,來快速抵消負載引起的干擾。這是一種改善系統動態響應的方法。
- 在向量圖 FIG. 1 中:
  - 定子電流向量 I 的分量 Ir, Is, It 隨著定子旋轉而旋轉,角速度為 dθ/dt = ω。
  - 這些分量在三相異步電機中相互錯開 120 度。
  - 定子電流向量 I 也可以在一個正交、同樣以定子為參考的坐標系 R-j 中描述,其原點位於電機的旋轉軸上。
- 正交坐標系 R-j 中,R 軸與 R 相繞組的軸線重合。
- 根據專利申請,field-oriented 控制或調整定子電流向量 I 包括:
  - 使用兩個正交分量 Id 和 Iq 來預設定子電流向量
  - 這些分量以旋轉磁場軸 f 為參考,f 軸相對於定子固定的 R-j 坐標系以角速度 dθ/dt = ω 旋轉
  - Id 平行於瞬時旋轉磁場軸 f，Iq 垂直於 f 軸
- 在異步電機的任意穩態工作狀態下:
  - Id 和 Iq 都是單向量
  - Id 對應於反應電流,即產生磁場的定子電流分量
  - Iq 對應於有效電流,即產生轉矩的定子電流分量
- 總的來說,這段描述了 field-oriented 控制的坐標系定義和電流分量的物理意義。
Id & Iq
- Id
  - 無功電流(reactive current)
  - 平行於瞬時旋轉磁場軸 f
  - 是單向量
  - 對應於反應電流,即產生磁場的定子電流分量
- Iq
  - 有功電流(active current)
  - 垂直於 f 軸
  - 是單向量
  - 對應於有效電流,即產生轉矩的定子電流分量

User Tools

Site Tools

2024-07-02 西門子公司 F Blaschke - US3805135A

Local Backup

Notes

TAGS

Page Tools