通用型VF控制算法

创建于2021-2-27
该项目完成于2020-10,原创

VF控制是一种标量控制方法,常用于异步电机的控制。由于该算法是在电机稳态模型上推导得出,因此动态性能较磁链定向控制要差。但是VF控制简单易用,对电机参数不敏感,这些优点使其广泛应用于一些性能要求较低的场合,如风机、水泵的控制。

VF控制一般只支持异步电机,并不支持永磁同步电机和同步磁阻电机。永磁同步电机应用广泛,同步磁阻电机近些年也在飞速发展,如果VF控制能够支持这两款电机的控制,就可以大大提高调试便捷性,提高用户体验,同时避免使用电感参数等,提高控制可靠性。

本算法是一种通用型的电机驱动算法。使用本通用型VF控制算法可以实现对异步电机、永磁同步电机、同步磁阻电机的控制。本算法无需使用电机的电感参数,只依靠定子电阻参数就可以实现较好的控制效果。在对低速性能要求不高的情况下,使用估计的定子电阻值就可以实现电机驱动。

VF控制无法用于同步电机,从根本上来讲,是由于振动的问题导致同步电机无法稳定运行。结合上图,可以建立VF控制的数学模型,从该模型中可以分析出振动的来源。上图中,ψs为定子磁链,ψr为转子磁链,θ为定子磁链和转子磁链的夹角。根据推导,可以知道,常规的VF控制算法中存在一个振荡环节,当电机状态(如速度或负载转矩)发生变化时,就可能会导致电机输出的电磁转矩发生振动,从而引起电机振动。本通用型VF控制算法,就是消除了振荡环节的影响,从而可以实现电机稳定运行,同时可以同时支持异步电机、永磁同步电机和同步磁阻电机的控制。