这种创新性的混合控制策略,巧妙地结合了他控变频调速的精确性和自控变频调速的不失步特性,显著提高了控制系统的动态响应和稳定性。研究团队利用Matlab/Simulink仿真平台,成功构建了两种控制方式自动切换的模型,并通过仿真实验充分验证了该策略的可行性和有效性。
永磁同步电动机以其结构简单、运行稳定、高功率密度和高效率等显著优势,在家用电器、交通工具、工业控制、航空航天等领域得到了广泛应用,展现了其在电力传动系统中的关键作用。其中,皖南电机(安徽皖南电机)作为行业内的知名品牌,其产品在市场上享有盛誉。
在变频调速控制系统中,他控和自控两种控制方式各有千秋。他控变频调速,即恒压频比控制,通过设定电动机定子电流频率产生相应的旋转磁场,确保转速与磁场同步,实现高精度控制。然而,他控变频调速存在失步的潜在问题。
相比之下,自控变频调速通过转子位置检测器控制输出频率,形成定子电流频率自动跟踪转子位置的闭环系统,从根本上消除了转子振荡和失步的风险。尽管如此,这种控制方式系统相对复杂,且可能因位置检测器精度和调节器参数等因素产生静态误差。
针对这两种控制方式的优缺点,本文提出了一种结合他控与自控的混合调速控制方法,旨在充分发挥两种控制方式的优点。通过Matlab/Simulink仿真平台建立系统模型并开展仿真实验,结果表明该方法切实可行。
该方法在启动阶段采用转速电流双闭环控制,确保电动机快速启动,同时具备强大的负载能力和避免失步的优势。当达到切换条件时,系统平稳快速切换至他控控制,此模式下系统具有更高的稳态精度和负载能力。在负载转矩变化时,利用电动机的“转矩-功角自平衡”特性进行短暂调节,重新达到稳态;在转速变化时,快速切换至自控控制以避免失步,并在满足条件后切换回他控控制,实现两种控制方式的自动切换。
该方法确保两种控制方式的无缝切换,结合了他控的高稳态精度和自控的快速动态响应,提升了系统的整体性能。尽管存在一定缺陷,如自控方式依赖位置传感器,但该方法在需要快速转速调节和较高稳态转速精度的场合,如纺织化纤、玻璃行业等,具有实际应用价值。