交流感应电机(ACIM) 01162a_cn.pdfVIP

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： Mihai Cheles 改变电机输入电压的频率也可使 ACIM 高效运行在开环 Microchip Technology Inc. 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. Hafedh Sammoud 与输入频率大致成正比。当降低驱动电压的频率时，也 APPCON Technologies SUARL 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 磁场定向控制的优点直接体现为能耗较低，从而提高效 交流感应电机（AC Induction Motor ，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。 Oriented Control，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 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（Digital Signal Controller， 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行过程。从这一角度看，定