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Comprendre les méthodes de contrôle de vitesse des moteurs synchrones à aimant permanent

2024-01-18 11:32:38

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Moteurs synchrones à aimants permanents sont très appréciés pour leur haute efficacité, leur faible bruit et leur fiabilité. Le contrôle de la vitesse fait partie intégrante de l’obtention des meilleures performances d’un moteur synchrone à aimant permanent. Tout comme chacun de nous a son propre rythme et sa propre vitesse, les moteurs synchrones à aimants permanents doivent ajuster leur vitesse en fonction de spécificités spécifiques. application conditions afin de répondre aux besoins et d’obtenir les meilleurs résultats.

Fondamentaux du contrôle de vitesse d'un moteur synchrone à aimant permanent

Un moteur synchrone à aimant permanent est un type spécial de moteur dont le rotor est constitué d'aimants permanents qui interagissent avec les enroulements du stator pour produire un champ magnétique. Lors du fonctionnement d'un moteur synchrone à aimant permanent, le contrôle de la vitesse est la clé pour obtenir un contrôle précis et une optimisation des performances. Les principes de base du contrôle de vitesse d’un moteur synchrone à aimant permanent sont les suivants :

Synchronisation du champ magnétique :

Le champ magnétique du rotor d'un moteur synchrone à aimant permanent se déplace en synchronisation avec le champ magnétique tournant généré par le stator, et ce mouvement synchrone est obtenu en contrôlant le courant dans l'enroulement du stator. Lorsque l'enroulement du stator est alimenté, le champ magnétique généré interagit avec le champ magnétique de l'aimant permanent, ce qui amène le rotor à suivre le champ magnétique rotatif dans un mouvement synchrone. En ajustant la taille et la direction du courant dans l'enroulement du stator, la vitesse de rotation du champ magnétique peut être contrôlée, réalisant ainsi le contrôle de la vitesse du moteur synchrone à aimant permanent.

Système de contrôle en boucle fermée :

Afin d'obtenir un contrôle de vitesse plus précis et plus stable, les moteurs synchrones à aimants permanents utilisent généralement des systèmes de contrôle en boucle fermée. Le système de contrôle en boucle fermée renvoie le signal d'erreur au contrôleur en mesurant la vitesse du moteur et en la comparant à une vitesse cible définie. Le contrôleur ajuste le courant d'enroulement du stator en fonction du signal d'erreur afin que la vitesse du moteur s'approche progressivement de la valeur définie et reste dans la plage définie.

 

Méthodes courantes de contrôle de la vitesse des moteurs synchrones à aimant permanent

Contrôle PID traditionnel :

Le contrôle PID traditionnel est une méthode de contrôle de vitesse de moteur synchrone à aimant permanent simple et largement utilisée. Cette méthode de contrôle calcule une quantité de contrôle en comparant l'erreur entre la vitesse réglée et la vitesse réelle, puis convertit cette quantité de contrôle en une quantité d'ajustement du courant d'enroulement du stator. Le contrôleur PID ajuste le courant d'enroulement du stator en fonction de l'amplitude du Erreur et taux de changement, de sorte que la vitesse du moteur se rapproche progressivement de la valeur définie. Le contrôle PID est simple et facile à réaliser, mais il peut y avoir certaines limites dans la réponse rapide et la capacité anti-interférence. Cette méthode convient aux applications qui ne nécessitent pas une grande précision de contrôle, telles que les pompes et autres applications avec des charges légères.

Contrôle vectoriel :

Le contrôle vectoriel est une méthode de contrôle de la vitesse d'un moteur synchrone à aimant permanent basée sur le vecteur de courant. Il réalise le contrôle de la vitesse du moteur en décomposant le courant de l'enroulement du stator en deux composantes sur des axes orthogonaux (axes magnétique et rotatif) et en contrôlant l'amplitude et la phase de ces deux composantes séparément. Le contrôle vectoriel a une bonne réponse dynamique et une précision de contrôle élevée, et peut réaliser un contrôle de vitesse rapide et précis. Il convient aux applications où la précision du contrôle est requise et où la charge est lourde.

Contrôle direct du couple (DTC) :

Le contrôle direct du couple est une méthode de contrôle de la vitesse d'un moteur synchrone à aimant permanent basée sur la chaîne magnétique et le couple. Il mesure directement la chaîne magnétique et le couple du moteur et calcule le courant d'enroulement du stator approprié en fonction du couple et de la vitesse cibles définis. le contrôleur DTC peut suivre les changements de la chaîne magnétique et du couple du moteur en temps réel et ajuster le courant d'enroulement du stator avec une haute précision, réalisant ainsi un contrôle précis de la vitesse du moteur. le DTC présente les avantages d'une réponse rapide, de performances dynamiques élevées et d'une résistance aux perturbations de charge, mais il est relativement compliqué et nécessite des ressources de calcul élevées pour le contrôleur. Le DTC présente les avantages d'une réponse rapide, de performances dynamiques élevées et d'une résistance aux perturbations de charge, mais il est relativement complexe et nécessite des ressources de calcul élevées de la part du contrôleur. Il convient aux applications nécessitant une précision de contrôle élevée et des performances dynamiques, telles que les machines-outils et autres applications avec de grandes variations de charge.

Contrôle prédictif du modèle (MPC) :

Le contrôle prédictif par modèle est une méthode de contrôle de vitesse basée sur un modèle mathématique pour les moteurs synchrones à aimants permanents. Il prédit l'état et le comportement du moteur dans une période future en construisant un modèle mathématique du système moteur et génère une stratégie de contrôle optimale en effectuant des calculs d'optimisation basés sur les objectifs de contrôle définis. Le contrôleur MPC peut prendre en compte plusieurs facteurs, tels que ainsi que les caractéristiques dynamiques du moteur, les contraintes et les objectifs de contrôle, pour obtenir un contrôle de vitesse haute performance. MPC convient aux occasions avec des exigences élevées en matière de précision de contrôle et de performances dynamiques. MPC convient aux applications ayant des exigences élevées en matière de précision de contrôle et de performances dynamiques.

 

Conclusion

La technologie de contrôle de vitesse des moteurs synchrones à aimants permanents constitue un domaine de recherche important avec un large éventail d’applications pratiques. Différentes méthodes de contrôle ont montré de meilleures performances et fiabilité dans différentes applications industrielles, offrant un contrôle précis de la vitesse des systèmes moteurs. Grâce à une recherche et une innovation continues, de nouvelles percées dans le contrôle de vitesse des moteurs synchrones à aimants permanents seront réalisées. Cela fournit une solution plus efficace, fiable et respectueuse de l’environnement pour les applications industrielles.

 

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