交流感应电机(ACIM)的 01162a_cn

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1、AN1162交流感应电机（ACIM）的无传感器磁场定向控制（FOC）ACIM设计为运行于恒定输入电压和频率条件，但通过第一作者：MihaiCheles改变电机输入电压的频率也可使ACIM高效运行在开环MicrochipTechnologyInc.调速的应用中。当电机未机械过载时，电机运行速度就第二作者：Dr.-Ing.HafedhSammoud与输入频率大致成正比。当降低驱动电压的频率时，也APPCONTechnologiesSUARL应同时按比例减小电压的幅值。否则，当输入频率较低时，电机会出现过电流。这种控制方法称为压频比控制。引言磁场定向控制的优

2、点直接体现为能耗较低，从而提高效交流感应电机（ACInductionMotor，ACIM）是适应率、降低运行费用以及驱动元件成本。市场对电机低成本、易维护以及可靠的电机的需求而兴在无传感器磁场定向控制中，速度或位置是不能直接测起的，并在行业中占据主导地位。需要使用感应电机驱量的；它们的值是利用相电压和电流等其他可直接测量动的典型应用有很多，从消费应用到汽车应用，涉及到的参数来估计的。多种功率等级和尺寸规格。如需了解关于ACIM的建模方程和其他感应电机的拓扑如何实现高效率、低成本的感应电机驱动控制是一个备结构的额外信息，请参阅“参考文献”部分，从中可以受

3、关注的问题，而无传感器的磁场定向控制（Field得到Microchip公司提供的相关文档的完整清单。OrientedControl，FOC）（也称为矢量控制）为其提供了最佳解决方案。“无传感器”这一术语并非表明省却控制策略全部的传感器，只是与同类型磁场定向控制的其他驱动进行比较，它指的是缺少速度和/或位置传感器。该特传统的控制方法，如上文介绍的压频比控制方法，都是征降低了驱动系统的成本，这也是业界一直所期望的，对电机驱动电压的频率和幅值进行控制。与之相比，磁但这并不是使用这种控制方法的唯一原因，因为有些应场定向控制法则同时控制电机驱动电压的频率、幅值以

4、用对体积有要求，有些应用缺少用来将传感器或器件安及相位。磁场定向控制的关键在于产生一个三相电压矢装在轴上时所需的额外电缆（由于高温、腐蚀性接触等量以控制三相定子电流矢量，该电流矢量可以控制转子恶劣环境），这些应用场合中可使用这种方法。磁通矢量，进而控制转子电流矢量。本应用笔记的目的是介绍一种利用dsPIC®数字信号控理解磁场定向控制如何工作的关键是要在头脑中设想参制器（DigitalSignalController，DSC）来进行感应电考坐标的变换过程。当考虑交流电机如何工作时，您可机的无传感器磁场定向控制（FOC）的解决方案。能从定子的角度来设想其运

5、行过程。从这一角度看，定子绕组上施加了正弦输入电流，该时变信号产生了旋转的磁通。转子的速度将是该旋转磁通矢量的函数。从定概述子静止坐标系的角度来看，定子电流和旋转磁通矢量看交流感应电机似交流量。现在，不再采用前面的观察角度，而是设想您进入电由于交流感应电机（ACIM）具有结构简单以及耐久性机。您自己以相同的速度随着定子电流产生的旋转磁通强的特点，是工业和民用电机应用中的主要设备。这种矢量进行同步旋转。从这一角度来观察稳态运行的电电机不存在电刷磨损或由于使用磁钢而导致成本增加的机，定子电流看似常量而转子磁通矢量则是静止的！最问题。转子采用简单的钢质鼠笼结

6、构。终，您只要控制定子电流来获得期望的转子电流（不能直接测量获得）。通过坐标变换，可使用标准的控制环，如同控制直流量一样实现对定子电流的控制。2008MicrochipTechnologyInc.DS01162A_CN第1页AN1162坐标变换通常称为解耦。该方法是以感应电机在转子旋应用笔记AN908《使用dsPIC30F实现交流感应电机转坐标系下的方程为基础的。当从定子静止坐标系变换的矢量控制》（见“参考文献”）中介绍了一种关于感到转子旋转坐标系时，需要确定转子的位置。这可以通应电机的有传感器的磁场定向控制方法。这种无传感器过测量或利用无传感器控制

7、等其他方法估计来确定。控制方案的框图与有传感器控制方案的不同之处在于少了速度测量环节而增加了估计器模块。该无传感器控制的估计器模块需要电压和电流作为输入，如以下各节所述。控制环控制模块原理图本应用笔记围绕ACIM磁场定向控制的转速控制环来介绍。图1给出了该控制模块的原理图。图1：ACIM无传感器磁场定向控制（FOC）模块框图6482ωrefIqref++VqVαIA1d,q-PI-PIIBSVM三相桥ACIMIdrefVVIC+dβα,β-PI7弱磁ωρestimmechIqIαIAd,qα,βIdIβIBα,βA,BIβIα角度估计估计器VβVα速度

8、估计软件硬件53硬件模块1.ACIM感应电机2.三相桥——整流器、逆变器以及采集和保护电路软件