Синхронный двигатель, точное позиционирование Опции

[alexPec]

Добрый день.
Есть синхронный трехфазный двигатель (3 фазы, 4 обмотки на каждой фазе расположенные по кругу ABC-ABC-ABC-ABC). На роторе - магниты. Магнитов больше чем обмоток, расположены строго над обмотками. Нужно точное позиционирование ротора, есть энкодер. Изложу свои домыслы, поправьте пожалуйста где ошибаюсь:

1. Управление трехфазным синусом, сделанным через ШИМ - чередованием выбираем направление.
2. Ток обмоток (амплитуда шима) выбираем исходя из необходимой скорости разгона (на роторе инертная масса)
3. Частоту синуса - опять же исходя из требуемой скорости разгона.

Вопрос нарисовался сам собой: каким образом связать переменную процесса (положение ротора) с ДВУМЯ управляемыми величинами - частотой синуса и амплитудой? Если была бы одна управляемая величина - через ПИД регулятор. Да и в этом случае тоже через ПИД - регулятор наверняка, вычислить динамические параметры системы и выставить коэффициенты под оптимальное регулирование - это не проблема. Но вот по какому закону связать частоту и амплитуду - затык. У асинхронников частота с амплитудой связывается через закон V/F. Но там другая ситуация. А тут на момент двигателя получается влияет амплитуда синуса, а частоту (или точнее скорость изменения фазы) надо выбирать следя за энкодером исходя из того, чтобы ротор не "опрокинулся", т.е. не проскользнул. Быстро крутанем - даже при максимальном токе из-за инертности массы проскользнет, а значит дернется в другую сторону. Может смотреть за энкодером и держать опережение угла синуса относительно ротора? Ну то есть чтоб синус статора от ротора далеко не убегал. Подозреваю, что тоже есть какой-то закон типа V/F, как для асинхронников, но до сих пор с синхронниками не сталкивался, поэтому прошу подсказки специалистов - ссылки, литература, советы - все что не лень выложить.

[Elsystems]

каким образом связать переменную процесса (положение ротора) с ДВУМЯ управляемыми величинами - частотой синуса и амплитудой?

Делайте так: Никаких ШИМов тут не надо. Два токовых релейных контура по дву фазам, с частотами коммутации несколько килогерц, теперь вы сможете задать вектор тока в системе координат 120 градусов. Далее с помощью сигнала с датчика положения и функции sin ориентируете вектор тока относительно ротора так, чтобы был максимальный момент (фазу вектора нужно будет настроить). Теперь вы сможете задавать амплитуду вектора тока, и она будет пропорциональна моменту на роторе. С теорией регулирования вы знакомы, тогда дальше просто - поверх делаем скоростной контур, а поверх него - позиционный. Конечно это в двух словах - на практике очень много подводных камней.

[Lomax]

-

Плохие характеристики так получатся по точности и быстродействию. И с запасом устойчивости вероятно будут проблемы.
Рациональным выглядит вариант дифференцирования сигнала датчика положения для вычисления скорости и формирования скоростного контура. НО для этого нужен чистый сигнал положения (оптический энкоден например) и большая разрядность (обычно, 2^16 на оборот минимум, с которым характеристики еще довольно плохенькие получаются).

зачем такое разрешение энкодера?

По закону регулирования. Этот сигнал будет выходом регулятора (ПИ в самом первом приближении). Выход регулятора скорости есть сигнал задания момента который является сигналом со знаком и поступает на т.н. моментный привод. Моментный привод - это релейный регулятор тока, выход которого переключает силовые ключи на высокой частоте, стремясь удержать фактический ток в двигателе в районе заданного значения. Если для вас синхронный привод новая область - сделайте сначала моментный привод, для этого нужно: датчики тока, токовый контур, датчик положения, преобразователь координат. А регулятор скорости и положения - это следующие этапы, их можно отдельно рассматривать.

не понимаю как это будет работать в случае торможения ? к примеру отпускание груза

ведь большая скорость->больший ток-> больший момент

зачем нам удерживать ток? он нас совершено не интересует , почему не релейный регулятор положения?

релейный регулятор тока это тоже пид регулятор ?

Сообщение отредактировал Lomax - Jan 26 2016, 09:23