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永磁同步通电机控制系统之发展背景

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海中水|  楼主 | 2017-10-30 21:09 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

随着电力电子技术的不断发展,电机及其控制器技术已经发生了很大的变化。在人类发展和社会进步的历史长河中,电机对社会发展和人民生活水平的提高起到了巨大的推动作用,扮演了重要的角色,并已经成为社会生活中不可缺少的重要工具,成为生产生活中重要的动力来源。

    随着20世纪70年代感应电机矢量变换控制技术的提出,开辟了现代交流电机调速控制的新jiyuan,是的交流电机调速系统在调速范围内、调速精度、动态响应等方面发生了质的飞跃,其性能已经超过直流电机调速系统,真正实现了交流电机速度调整的连续、平滑、高效。由于电力电子、微型计算机、传感器和自动控制等与电机控制系统密切相关技术的发展,以矢量控制技术为核心的交流电机调速系统的发展非常迅速,在需要高性能变速传动的场合,交流电机调速系统已经取代直流调速系统,在诸多传动领域获得广泛应用,人们对交流电机适量控制计数的研究方兴未艾。近十多年来刚刚兴起的交流电机直接转矩控制技术,把人们从繁琐的坐标变换(数字运算)中解脱出来,所构成的电机控制系统直接面对交流电机的磁链和转矩,可以使被控电机获得快速的转矩响应,得到优良的动态性能。尽管目前直接转矩控制计数海绵另一些如电机低速运行平稳性及动态冲击大等问题,但随着微型计算机技术及自动控制技术的发展,这些问题会逐步解决。

相对于其他电机,永磁同步电机具有结构简单、效率高、功率因数高、功率密度高、体积小、转矩电流比高、转动惯量低、易于散热及维护保养等特点,尤其是伴随这电力电子技术、微电子技术、微型计算机技术、传感器技术、稀土永磁材料与电机控制理论的发展,永磁同步电机控制系统的研究和推广应用受到了人们的普遍重视。实际上,人类应用永久磁铁制造电机的历史很久,世界上第一台电机就是永磁电机,但由于早期永磁材料的磁性能很差,导致电机在运行过程中随着负载的变化其特性变化很快,负载越重,特性越差,永磁电机的应用于发展受到限制。近三十年来,由于各种高性能永磁材料的相继出现,特别是20世纪80年代初,世界上压制成功的性能优良,价格低廉的第三代稀土永磁材料钕铁硼(Nd-Fe-B),有力地推动了永磁电机及其控制系统的发展。随着永磁材料价格的下降、材料磁性能的提高,以及新型永磁材料的出现,在中小功率、高精度、高可靠性、宽调速范围的速度、位置控制系统中,永磁同步电机引起了众多研究与开发人员的青睐,其应用领域逐步推广,尤其在航空、航天、数控机床、加工中心、机器人、新能源汽车等场合已获得广泛的应用。

目前,永磁同步电机的应用已不再局限于恒定频率、很低转速的场合,永磁同步电机构成的交流调速系统已在中小容量调速、伺服场合得到广泛的应用。其中,永磁同步电机矢量控制系统能够实现高精度、高动态性能、大范围的调速或定位控制。随着机器人、新能源汽车等技术的发展,对高性能的变速伺服驱动系统的需求正在不断增长。因此,永磁同步电机矢量控制系统具有广阔的发展和应用前景,对永磁同步电机矢量控制系统的研究已成为中小容量交流调速和伺服驱动系统的研究重点。当今,永磁同步电机直接转矩控制系统已经在中小功率变速传动系统获得应用,其研究与相应产品的开发工作也得到广大科技人员和从事新产品开发的研究机构的普遍重视。伴随着新材料、机电一体化、电力电子、计算机、控制理论等**技术的快速发展,交流永磁同步电机调速系统正向数字控制或全数字控制的方向发展。用计算机软件控制代替传统的模拟控制,其控制软件的灵活性决定了数字控制系统可以获得模拟控制无法比拟的控制性能,因此,数字控制的交流永磁同步电机调速系统将会在工农也生产和人民生活中开拓更为广泛的应用领域,能够实现高速、高精度、快速响应、高效节能的运动控制。


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