借著電源網(wǎng)的活動平臺,梳理介紹永磁同步電機(jī)的矢量控制原理。自己搞電機(jī)控制也才剛剛?cè)胄校R的盲區(qū)還有很多,故該篇文章只針對控制原理進(jìn)行講解,不涉及具體的實(shí)物代碼,實(shí)屬班門弄斧,只為搏諸位看官一笑。
【 DigiKey DIY原創(chuàng)大賽】基于永磁同步電機(jī)的矢量控制原理講解
混跡電源網(wǎng)也有一些年頭了,經(jīng)常逛論壇確實(shí)學(xué)到了不少知識,也增長了見識。斷斷續(xù)續(xù)玩電源也有十幾年了,算是一個(gè)資深電源發(fā)燒友,對電源技術(shù)多少有一點(diǎn)心得體會。一直想呆在家鄉(xiāng)靠電源技術(shù)混飯吃,不過我們當(dāng)?shù)刈鲭娫吹钠髽I(yè)幾乎沒有,好巧不巧找了一家做電機(jī)控制的公司,硬著頭皮接了OFFER。
說實(shí)話,不管是電機(jī)本體的設(shè)計(jì)還是電機(jī)的硬件電路乃至軟件控制算法,我在進(jìn)入這家公司之前幾乎沒有碰過。仗著多年積累的電源設(shè)計(jì)的硬件功底應(yīng)聘上了硬件工程師崗位。因?yàn)槭遣皇煜さ念I(lǐng)域,多少還是有點(diǎn)壓力。
電力電子大致分為三個(gè)方向:開關(guān)電源,電力拖動以及無線電力傳輸。目前工業(yè)領(lǐng)域,前兩個(gè)方向技術(shù)較成熟,市面上相關(guān)的教材很多,第三個(gè)方向?qū)儆谘芯康臒衢T,但因?yàn)楣ぷ魃婕安坏剑蕸]有花時(shí)間。
前文講到自己頭一次進(jìn)入了電機(jī)控制領(lǐng)域,因?yàn)闆]有玩過電機(jī)控制,所有多少有點(diǎn)壓力。怎么辦,趕緊買書惡補(bǔ)基礎(chǔ)理論。如今的網(wǎng)絡(luò)非常發(fā)達(dá),各大論壇逛了幾圈,學(xué)習(xí)的教材基本定了下來。經(jīng)典的兩套書,一本是《電機(jī)學(xué)》--李發(fā)海 朱東起主編,一本是《電力拖動運(yùn)動控制系統(tǒng)》--陳伯時(shí)主編。
教材定下來,心情安定了一大半。接著就是耐著性子花時(shí)間去梳理兩本書。網(wǎng)上針對《電機(jī)學(xué)》以及《電力拖動運(yùn)動控制》這兩本書的視頻教程也非常多,選定了幾套視頻教程。接下來就是不間斷的看書刷視頻。
學(xué)生時(shí)代,我的成績很不理想,并非是我不愿意學(xué),準(zhǔn)確的說自學(xué)得很痛苦,花了大量的時(shí)間,出來的成績卻很不理想。我從初中開始就基本不聽老師講課,埋頭看書自學(xué)。初中時(shí)候的課程相對比較簡單,靠著一點(diǎn)小聰明加上一點(diǎn)小勤奮,成績還算理想。到了高中,課程難度加大,上課繼續(xù)不聽,單純埋頭自學(xué),效果非常差,越學(xué)越?jīng)]有信心,越學(xué)越想放棄。高考只能去了一所三流學(xué)校。
到了大學(xué),依舊自學(xué),靠著死記硬背,混到了畢業(yè)。其實(shí)到此時(shí),我依舊沒有找到適合自己的學(xué)習(xí)方法。步入社會,機(jī)緣巧合混進(jìn)了電子設(shè)計(jì)行業(yè),為了謀生,又開始學(xué)習(xí)電子技術(shù)。
好在我這個(gè)人有點(diǎn)呆勁,總想把一件事做好,在電子行業(yè)混跡了多年,不停的修正自己的學(xué)習(xí)方法,總算找到了適合自己的學(xué)習(xí)方法。其實(shí)就兩個(gè)字,重復(fù)。書讀百變其義自現(xiàn),雖然都知道這個(gè)道理,但是能耐著性子不斷重復(fù)的人少之又少,當(dāng)知識的難度加大,有耐心有恒心有毅力去堅(jiān)持重復(fù)的人更加是鳳毛麟角。
圈定了兩本書后,因?yàn)閺臎]有玩過電機(jī),對電機(jī)的結(jié)構(gòu),電氣特性,機(jī)械特性等原理一竅不通,更不要說電機(jī)的硬件電路乃至控制算法了。于是先從《電機(jī)學(xué)》開始入手,首先是基本的電磁學(xué)理論,包括電安培環(huán)路定律,基爾霍夫電路磁路定律,電磁感應(yīng)定律,電磁力定律等。這些基礎(chǔ)的電磁學(xué)理論,仗著有電源設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),上手比較快。
然后對著目錄將《電機(jī)學(xué)》通讀了一遍,電機(jī)本體方向大致分為三個(gè),變壓器、直流電機(jī)、交流電機(jī)。
變壓器的原理先從功能繞組結(jié)構(gòu)入手,按功能分為升壓,降壓,配電等。按繞組結(jié)構(gòu)分為雙繞組,三繞組以及自耦變壓器。按冷卻方式分為油浸式和干式。接著是變壓器的電氣運(yùn)行特性分析,輸入繞組遵循發(fā)電機(jī)慣例,輸出繞組遵循電機(jī)東慣例,然后是空載特性和負(fù)載特性的區(qū)別,介紹了兩種變壓器的電氣分析方法,一種是相量分析法,一種是T型等效分析法。最后再補(bǔ)充介紹了工業(yè)應(yīng)用中實(shí)際變壓器的參數(shù)解讀。
實(shí)話實(shí)說,就算你掌握了書上關(guān)于變壓器的全部分析方法,電源領(lǐng)域相關(guān)的變壓器電感器,我們還是不會設(shè)計(jì)。當(dāng)然這是另一個(gè)話題,在此打住。梳理了變壓器相關(guān)章節(jié)的學(xué)習(xí),下一步進(jìn)入直流電機(jī)相關(guān)的知識梳理。