Οι ηλεκτρικές μηχανές είναι συστήματα που ελέγχουν την κίνηση των ηλεκτρικών μηχανών. Χρησιμοποιούνται ευρέως σε βιομηχανικές εφαρμογές για την επίτευξη ακριβούς ελέγχου ταχύτητας και ροπής.

Μοντελοποίηση των ηλεκτρικών οδηγών

Η μοντελοποίηση περιλαμβάνει τη δημιουργία μαθηματικών αναπαραστάσεων των ηλεκτρικών οδηγών για την ανάλυση της συμπεριφοράς τους. Συνήθως περιλαμβάνει τα ηλεκτρικά και μηχανικά συστατικά του συστήματος. Το ηλεκτρικό μέρος χρησιμοποιεί συχνά διαφορικές εξισώσεις βασισμένες στους νόμους κυκλωμάτων, ενώ το μηχανικό τμήμα θεωρεί την αδράνεια και τη ροπή φορτίου.

Για παράδειγμα, το μοντέλο κινητήρα DC περιλαμβάνει εξισώσεις για την ταχύτητα ρεύματος και στροφέα armature. Ομοίως, οι κινητήρες AC όπως οι επαγωγικοί κινητήρες μοντελοποιούνται χρησιμοποιώντας τα αντίστοιχα ισοδύναμα κυκλώματα και εξισώσεις ροής.

Στρατηγικές ελέγχου για ηλεκτρικά drives

Οι κοινές τεχνικές περιλαμβάνουν αναλογικό-ενσωματωμένο-παράγωγο (PID) έλεγχο, πεδίο-προσανατολισμένο έλεγχο (FOC), και άμεσο έλεγχο ροπής (DTC). Αυτές οι μέθοδοι βελτιώνουν το χρόνο απόκρισης και τη σταθερότητα.

Ο έλεγχος προσανατολισμένος στο πεδίο μετατρέπει τα ρεύματα στατιστή σε περιστρεφόμενο πλαίσιο αναφοράς, απλοποιώντας τον έλεγχο των μηχανών εναλλασσόμενου ρεύματος. DTC διαχειρίζεται άμεσα τη ροπή και τη ροή, παρέχοντας γρήγορη δυναμική απόκριση.

Πρακτικοί υπολογισμοί

Οι υπολογισμοί περιλαμβάνουν τον προσδιορισμό παραμέτρων όπως ροπή κινητήρα, ισχύς και απόδοση. Για παράδειγμα, η ροπή ενός κινητήρα συνεχούς ρεύματος μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας:

T = kt * Ia

όπου T είναι η ροπή, kt] είναι η σταθερά ροπής και Ia[] είναι το ρεύμα αρματοδότησης. Ομοίως, οι υπολογισμοί ισχύος εξετάζουν την τάση, το ρεύμα και τους συντελεστές απόδοσης.

Ο πρακτικός σχεδιασμός περιλαμβάνει επίσης την επιλογή κατάλληλων διαβαθμίσεων inverter, τον υπολογισμό των συχνοτήτων μεταγωγής και την εξασφάλιση των θερμικών ορίων δεν γίνεται υπέρβαση.