field_weaken 异步电机弱磁调速

异步电机弱磁调速

异步电机矢量控制的调速范围可以通过减弱磁场来增大，这种调速方式被称作“弱磁调速”，在Turbo PMAC中，可以通过一个简单的程序来实现这种调速方式。

弱磁调速的基本用法是：当转速达到现有电枢电压下的极限（即反向电动势等于电枢电压）减弱转子场强，以达到速度极限增大的效果。磁场强度在一定范围内与速度大致成反比，磁场强度是由定子的Id（平行于磁场方向的电流）指令控制，在Turbo PMAC中为Ixx77变量。但实际磁场变化会滞后于Ixx77一个相对较大的电气时间常数（电感的电流滞后于电压）。Turbo PMAC的“滑差（转差）增益”参数Ixx78是相更新时间（相周期）除以转子时间常数，Turbo PMAC使用“滑差增益”与“开环估计器”计算代表磁场强度的转子励磁电流。

我们也可以使用Ixx78滑差增益预测转子励磁电流的滞后，还可以加速定子Id指令的变化以对滞后做出一定的补偿。由于这个算法并非每个相周期都会运行，我们将针对PLC0计算等效的滑差时间常数，一个介于实时中断与转子电气时间常数之间的值。

由于转子的磁场强度决定电机的力矩常数，因此控制场强也相当于控制了反馈回路增益，在减弱磁场的同时回路增益也将减小。为对此做补偿，我们需要同时更改位置环比例增益Ixx30，Ixx30的变化应与估计的转子励磁电流成反比，以确保回路全局增益保持不变。

下面的例子是在4号电机上操作，您可以做简单的更改以操作其他电机。它基于期望速度来控制磁场，因期望速度比实际速度更平滑，但在使用时应确保实际速度与期望速度相差不是太大，否则，应使用实际速度控制磁场。

；变量替换及定义

；I变量

#define ServoPeriod I(I19+5) ；每个伺服周期内相周期个数

#define PLC0Period (I8+1) ；每个实时中断周期内伺服周期个数

#define Mtr4CmdId I477 ；指令直接电流（Id）

#define Mtr4SlipGain I478 ；滑差增益，由转子时间常数得出

#define Mtr4PropGain I430 ；控制回路增益

#define Mtr4MaxIq I469 ；伺服输出限幅值（Iq，力矩电流）

；用于自动计算的M变量

#define Mtr4EstIm M480 ；估计励磁电流，PMAC自动计算

Mtr4EstIm->Y:$000237,8,16,S ；以Ixx77为单位

#define Mtr4ActId M476 ；实际Id，来自（霍尔）传感器

Mtr4ActId->Y:$000239,8,16,S ；以Ixx77为单位

#define Mtr4DesVel M455 ；期望速度

Mtr4DesVel->X:$00021A,0,24,S ; 1/[Ixx08*32]cts/[Ixx60+1]cyc

#define Mtr4ActVel M456 ；实际速度，来自编码器

Mtr4ActVel->X:$00021D,0,24,S ; 1/[Ixx09*32]cts/[Ixx60+1]cyc

；用于算法的P变量

#define Mtr4DesIm P470 ；期望的励磁电流

#define Mtr4LastDesIm P471 ；上一周期期望励磁电流

#define Mtr4BaseSpeed P472 ；励磁电流饱和时的最大速度（基础转速）

#define BaseSpeedFrac P473 ；基础场强（减弱磁通前的磁场强度）的百分比#define Mtr4CtsPerRev P474 ;解码后编码器分辨率（这里为×4）；

#define Mtr4BaseRPM P475 ；空载基础转速rev/min

#define Mtr4BaseKp P476 ；基础比例增益

#define Mtr4BaseId P477 ；基础场强下的定子Id

#define Mtr4DesId P478 ；非极限值的期望Id

#define Mtr4MinIm P479 ；最小励磁电流

#define Mtr4Tslip P480 ；实时中断时间/转子时间常数

#define MaxIdqSqrd P481 ; Id 与Iq矢量和最大值；

；设置常量（在线指令并保存，或上电、后台PLC）

BaseSpeedFrac=0.9 ；基础场强的90%

Mtr4BaseRPM=1800 ；空载基础速度

Mtr4CtsPerRev=2000 ；500线编码器，×4解码

；计算带载基础速度cts/ms

Mtr4BaseSpeed=BaseSpeedFrac*Mtr4BaseRPM*Mtr4CtsPerRev/60000

；以内部单位重新计算指令速度

Mtr4BaseSpeed=Mtr4BaseSpeed*((I10*(I460+1)/8388608)*I408*32

Mtr4BaseId=3000 ；低转速指令Id

Mtr4MinIm=1000 ；高转速指令Id

Mtr4BaseKp=200000 ；低转速伺服比例增益

Mtr4Tslip=Mtr4SlipGain*ServoPeriod*PLC0Period ；单位用于PLCC0 MaxIdqSqrd=32767*COS(30)*32767*COS(30) ；最大矢量励磁电流

OPEN PLCC 0 CLEAR

；基于速度计算转子期望励磁电流

IF (ABS(Mtr4DesVel) < Mtr4BaseSpeed)

Mtr4DesIm=Mtr4BaseId ；饱和场强

ELSE

Mtr4DesIm=Mtr4BaseId*Mtr4BaseSpeed/ABS(Mtr4DesVel) ；减弱磁场

IF (Mtr4DesIm < Mtr4MinIm)

Mtr4DesIm=Mtr4MinIm ；使用最小值

ENDIF

ENDIF

Mtr4CmdId=(Mtr4DesIm-(1-Mtr4Tslip)*Mtr4LastDesIm)/Mtr4Tslip

Mtr4LastDesIm=Mtr4DesIm ；保存，用于下次查询

IF (Mtr4DesIm < Mtr4MinIm)

Mtr4DesIm=Mtr4MinIm ；使用最小值

ENDIF

Mtr4MaxIq=SQRT(MaxIdqSqrd-Mtr4CmdId*Mtr4CmdId) ；Iq限制

IF (Mtr4EstIm < 0.98*Mtr4BaseId) ；减弱磁场？

Mtr4PropGain=Mtr4BaseKp*Mtr4BaseId/Mtr4EstIm ；增加增益用于补偿

ELSE

Mtr4PropGain=Mtr4BaseKp ；使用基础比例增益

ENDIF

CLOSE