La commande vectorielle est une technologie de commande de moteur, qui peut transformer la commande de moteur triphasé en un même moteur CC brossé, pour obtenir un contrôle simple et une efficacité élevée.
Le courant de commutation du moteur CC brossé doit être réalisé par le commutateur pour former un champ magnétique rotatif. Le rotor tourne sous la force magnétique du stator. La structure est simple et le couple est important et a de bonnes performances de régulation de vitesse. C’est la principale caractéristique du moteur CC brossé. La direction d’excitation du moteur est toujours perpendiculaire à la direction du champ magnétique et la méthode de contrôle est simple et efficace.
Principe de rotation du moteur CC brossé: l’électricité CC passe à travers les brosses de commutation pour former un champ magnétique par commutation, et sous l’interaction du champ magnétique et du stator, elle entraîne le rotor à tourner.
Contrairement au moteur à induction triphasé traditionnel, il introduit une tension sinusoïdale symétrique triphasée, la liaison de flux spatial est presque circulaire et le couple est stable. Cependant, les inconvénients sont également plus évidents:
1. Le courant alternatif sinusoïdal symétrique triphasé produit un champ magnétique rotatif qui change avec le temps et l’espace, et est un système multi-variable;
2. Le courant du stator ne peut pas régler l’excitation et le couple seuls. Il y a un fort couplage entre eux, une relation non linéaire complexe, un grand volume et beaucoup de pertes. ;
Alors, existe-t-il un moyen de contrôler un moteur à induction triphasé aussi simple, efficace et stable qu’un moteur à courant continu? Aussi très stable? C’est la méthode de lutte antivectorielle que nous avons mentionnée plus tôt. Cette méthode est une méthode de contrôle proposée dans les années 1970. Le courant alternatif triphasé subit une série de transformations de coordonnées et devient finalement une méthode de contrôle positif à deux phases contrôlée par courant continu. courant alternatif. Le découplage des relations de courant complexes rend le moteur simple et contrôlable.
Cette technologie de contrôle vectoriel peut être utilisée pour les moteurs à courant alternatif ou à courant continu. Quel que soit le type de moteur, son couple est proportionnel au produit croisé du champ magnétique du stator et du champ magnétique du rotor, c’est-à-dire la zone du parallélogramme qu’ils entourent. Lorsque l’angle entre le champ magnétique du stator et le champ magnétique du rotor est de 90°, la zone du parallélogramme qu’ils entourent est la plus grande et le couple généré à ce moment est également le plus grand.
Comme le moteur CC brossé, son courant d’excitation du stator et son courant d’armature sont dans leurs propres boucles et sont contrôlables respectivement. Le champ magnétique du stator et le champ magnétique du stator et le champ magnétique du rotor peuvent toujours être maintenus perpendiculaires, et le couple généré est également le plus important. Si vous voulez qu’un moteur triphasé atteigne l’effet d’un moteur à balais CC en contrôle, vous devez trouver un moyen de découpler la relation entre le couple et l’excitation. Si l’angle entre le champ magnétique du stator et le champ magnétique du rotor peut toujours être contrôlé pour différer de 90 °, l’efficacité de contrôle du moteur CC sera grandement améliorée, ce qui est l’arrière-plan de la technologie de contrôle vectoriel.
La technique de lutte antivectorielle est également appelée contrôle orienté vers le champ. Il peut découpler la relation complexe de courant du stator et décomposer le courant du stator en un courant d’axe continu qui contrôle l’excitation et un courant d’axe de quadrature qui contrôle le couple.
Comme mentionné précédemment, le moteur triphasé est alimenté par des tensions sinusoïdales symétriques à trois voies avec une différence spatiale de 120 °, formant un champ magnétique rotatif dans l’espace. Bien sûr, si vous voulez générer un champ magnétique rotatif dans l’espace, vous n’avez pas besoin d’avoir des enroulements symétriques triphasés. Tout enroulement polyphasé symétrique peut générer une force magnétomotrice rotative dans l’espace, en particulier les enroulements orthogonaux symétriques à deux phases, qui peuvent également atteindre le même résultat, et les deux phases sont des variables indépendantes perpendiculaires l’une à l’autre. Par conséquent, nous pouvons imaginer le modèle d’un moteur triphasé comme un modèle de moteur biphasé. Basé sur le principe de générer le même champ magnétique circulaire que le moteur triphasé, les deux phases sont à 90° l’une de l’autre dans l’espace, l’une est responsable du contrôle du couple, l’autre est responsable du contrôle de l’excitation, et elles ne s’affectent pas l’une l’autre.
Le champ magnétique et le couple générés par l’enroulement triphasé sont exactement les mêmes en magnitude et en direction que le champ magnétique et le couple générés par l’enroulement en quadrature biphasée, et tournent dans le sens inverse des aiguilles d’une montre dans l’espace à la même vitesse angulaire pour former le même champ magnétique rotatif. Il s’agit de la transformation du système de coordonnées stationnaires dit triphasé en système de coordonnées stationnaires biphasées.
En allant un peu plus loin, nous supposons qu’il existe un enroulement symétrique orthogonal à deux phases et que les courants continus Id et Iq sont respectivement traversés. La force magnétomotrice combinée générée par eux est exactement la même que le système de coordonnées statiques à deux phases et le système de coordonnées statiques triphasées, et les deux phases sont positives. L’enroulement alternatif tourne à la même vitesse angulaire du champ magnétique, puis le système de coordonnées rotatives d, q peut être complètement équivalent au système de coordonnées statiques triphasées et biphasées précédent, qui est la transformation d’un système de coordonnées statiques biphasées en système de coordonnées rotatives biphasées.
Par conséquent, Ia, Ib et Ic dans le système de coordonnées stationnaire triphasé peuvent être complètement équivalents à Id et Iq dans le système de coordonnées rotatif à deux phases.
Une fois Id et Iq obtenus, le couplage multivariable et fort et le contrôle du système non linéaire du moteur triphasé deviendront directement le contrôle de deux composants CC indépendants, ce qui découplera la relation multivariable complexe du moteur triphasé et simplifiera le contrôle du système. La figure suivante illustre l’ensemble du processus de transformation vectorielle.
