人物探究中国电机50强中的矢量控制技术重要性分析

在电机运行的过程中,关键在于定子和转子的磁场同步旋转,共同构建一个具有同步速度的旋转坐标系,这正是我们所说的D-Q旋转坐标系。在这个坐标系下,所有的电信号都可以被描述为常数。为了便于研究电机矢量控制的问题,我们能否直接从仪器中获取D-Q变换的结果呢?D-Q变换是一种解耦控制方法,它将异步电动机三相绕组转换为等效二相绕组,并且将旋转坐标系变换成静止坐标,从而得到直流量表示电压及电流关系式。这种变换使得各个控制量能够分别进行控制,有助于消除谐波电压和不对称电压的影响,因为它应用了同步旋转坐标变换,所以容易实现基波与谐波分离。

由于直流电机主磁通基本上由励磁绕组励磁电流决定,因此这是直流電機数学模型及其控制系统比较简单根本原因。如果能将交流電機物理模型等效地轉換成類似直流電機模式,分析和控制就可以大大簡化。這就是座標變換要進行的事情。

交流電機三相對稱静止绕组A、B、C,当通过平衡正弦電流时,将产生合成的旋轉磁動勢F,這個動勢以同步轉速ws順著A-B-C相序順時針方向旋轉。在此之上,我們還有二相、三相、四相等多種對稱多向繞組,它們也能產生相同效果,只是較為複雜。

當兩個繞組大小與轉速一致時,即可將圖1中的三相繞組與圖2中的兩相繞組視為等效。此外,如果我們再加一個固定位置但大小隨時間變化(即脈衝)的第二個繞組d,並讓整體鐵心以同步速度一起運行,那麼這樣產生的合成磁動勢F自然也會隨著一起移動成為一個實際存在於空間中的旋轉磁動勢。把這個運動過程中的大小與速度調整到與前面兩套固定的交流繞組一致,那麼我們所構建出的整體則同樣可以達到與他們無異。

從以上來看,以產生相同之運動為準則,我們可以說圖1、三角形綠色區域內三條線代表的是輸入端點;图2、红色圆圈内两个点代表输出端点;图3绿色矩形内部三个线段代表输出端点之间连接线路的情况。这意味着,在这三个空间区域内,无论是在哪一个区域内,我们都能够找到对应另两个区域的一个或多个空间路径来达到相同目的,即建立起一个具有同样运动特性的系统结构或功能模块。这就像是一个网络游戏里的角色,每个角色拥有自己的技能和能力,但通过协作或者策略,可以有效地弥补彼此之间缺失的一些技能或能力,从而达到的团队目标更接近完美状态一样。在实际应用中,这种思想被广泛用于各种工程领域,如设计优化问题解决方案时,可以考虑不同技术手段结合使用以提高设计质量与效率。