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什么是磁场弱化?磁场弱化对伺服电机性能有什么影响?

通过丹尼尔•柯林斯|2021年1月28日,

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尽管伺服系统可以非常精确地控制电机的速度、位置和扭矩,但在某些应用中,由于来自驱动器的可用总线(电源)电压的限制,电机可能无法达到规定的速度。但先进的伺服驱动提供了一种技术称为磁场减弱这样就改变了马达的转速高频矩曲线-具体地说,允许电机在额定母线电压下以高于额定速度运行。

磁场减弱
磁场减弱改变伺服电机的转矩-速度曲线,使电机在给定的母线电压下达到更高的速度。
图片来源:Alxion

磁场减弱可以通过降低电机转速来实现更高的速度EMF回来由电动机产生。回想一下,反电动势(电动势)是线圈在磁场中转动时产生的电压,它与电源(驱动)电压相反。为了“削弱”产生反电动势的磁场,磁场弱化依赖于一种称为磁场定向控制(船)。

磁场定向控制允许电流的两个分量(d和q)独立控制。
图片来源:MathWorks

磁场定向控制(也称为矢量控制)通常用于需要动态转矩和速度响应和提高效率的交流感应电动机。通过FOC,电流的正交(产生扭矩,“q”)和直接(产生磁通,“d”)组件可以独立控制,模仿直流电机的控制方案。


在正常运行时,磁场定向控制的目标是保持d轴电流(不产生转矩的部件)为零,并控制q轴电流以产生指令转矩。


这里是如何实现磁场弱化:定子电流的d轴参考,或与转子的磁通轴一致。所以调整d轴电流(有时称为移相)直接影响转子的磁通。换句话说,正d轴电流增强了转子磁通,而负d轴电流削弱了转子磁通。更具体地说,负d轴电流削弱了磁体的磁场,因此才有了这个术语磁场减弱.

回想一下,在交流电机中,速度是由电源电压的频率决定的.由于反电动势反对(从)电源电压,它是一个重要的限制因素,在一个交流电机的可实现的速度。

但反电动势是由转子磁链产生的。所以增加负d轴电流降低了转子磁通,这意味着反电动势也降低了。结果是,更多的驱动器的总线电压被用来创建(增加)电机速度,而不是被用来克服反电动势。


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