永磁同步电机力矩控制(一):什么是力矩控制?
做控制的人都知道,任何电机的控制,无非三种不同的控制目标:
1.位置控制:想让电机转多少度它就转多少度
2.速度控制:想让电机转多快它就转多快
3.力矩控制:想让电机出多少力它就出多少力
但无论是哪种控制目标,无非是一个闭环还是两个闭环还是三个闭环的区别,力矩控制作为最内层的环,是必不可少的。今天就来讲讲什么是力矩控制?
要控制一个电机,首先对被控对象的了解是必须的。让我们用下面这张图来帮助理解永磁同步电机是怎样运动起来的。定子三相上通过互差120度的交变电压以后,在定子铁芯上可以看到产生了旋转的磁场(图中代表磁场方向的红绿颜色逆时针旋转),在这个旋转的磁场作用下,与转子磁场产生力的作用,带动转子旋转。那么电流是如何产生的呢?我们可以把电机的每一个绕组想象成一个在磁场中旋转的电阻+电感,如下面的等效电路:
说一千,道一万,所谓的电机的力矩控制,就是通过一定的控制算法,去寻找一些开关管的组合(图中黄色部分)来合成一个给电机定子的给定电压(图中的大红色箭头),这个电压抵消掉反电势后产生的电流所对应的力矩刚好与外部负载平衡。