AC電機

AC (Alternating Current)交流電機。

原理及（jí）算法

標量控製

標量控製(或V/Hz控製)是一個控製指令電機速度的簡單方法

指令電機的穩態模型主要用於獲得技術，因此瞬態性能是不（bú）可能實現的。係統不具有（yǒu）電流回路。為了控製電機，三相電源隻有在振幅（fú）和（hé）頻率上變化。

矢量（liàng）控製或磁（cí）場定向控製

在電動機中的轉矩隨著定子和轉子磁場的（de）功能而變化，並且（qiě）當兩個磁場互相正（zhèng）交時達到峰值。在基於標量的控製中，兩個磁場間的角度顯著變化。

矢量控製設法在AC電機中再次創造正（zhèng）交關係。為了控製轉矩，各自從產生磁通量中生成電流，以實現DC機器的響應性。

一個AC指令電機的（de）矢量控製與一個單（dān）獨（dú）的（de）勵磁（cí）DC電機控（kòng）製相似。在一個DC電（diàn）機中，由勵磁電流IF所產生的磁（cí）場（chǎng）能量（liàng）ΦF與由電樞（shū）電流IA所產生的電樞磁（cí）通ΦA正（zhèng）交。這些磁場都經過去耦並且（qiě）相互間很穩定。因此，當（dāng）電樞電流受控以控製轉矩時，磁場能量仍保（bǎo）持不受影響，並實現了更快的瞬態響（xiǎng）應（yīng）。

三相AC電機的磁場定向控製(FOC)包括模仿（fǎng）DC電機的操作。所有受控變量都通過數學變換，被轉換到DC而（ér）非AC。其目標的獨立（lì）的控製轉矩和磁通。

磁場定向控製(FOC)有兩（liǎng）種方法：

直接FOC: 轉子（zǐ）磁場的方向(Rotor flux angle) 是通過磁通觀測器直接計算得到的

間接FOC: 轉子磁場的方向(Rotor flux angle) 是通過對轉子（zǐ）速度和（hé）滑差(slip)的估算或測量而（ér）間接（jiē）獲得的。

矢量控製要求了解轉子磁通的位置，並可以運（yùn）用終端（duān）電流和電壓(采用AC感應電機的動態模型)的知識，通過高級算法來計算。然而從實現的角度（dù）看，對於計算資源的需求是至關重要的（de）。

可（kě）以采用不同的方（fāng）式來實現矢量控製（zhì）算法（fǎ）。前饋（kuì）技術（shù）、模型估算和自適應控製技術都（dōu）可用於增強響應和穩定性。

AC電機的矢量控製：

深入了解

矢（shǐ）量控製算法的核心（xīn）是兩個重（chóng）要的轉換: Clark轉換，Park轉換和它們的逆運算（suàn）。采（cǎi）用Clark和Park轉換，帶來可以控（kòng）製到轉子區域的轉子電流。這種做充許一個（gè）轉子控製係統決定應供應到轉子（zǐ）的電壓，以使動態變化負載下的轉矩最大化。

Clark轉換：Clark數學轉換將一（yī）個（gè）三相係統修改成兩個坐標係統：

其中Ia和Ib正交基準麵的組成部分，Io是不重要的homoplanar部分：

Park轉換：Park數學轉換將雙向靜態係統轉換成轉動（dòng）係統矢量

兩相α, β幀表示通過Clarke轉換進行計算，然後（hòu）輸入到矢量轉動（dòng）模塊，它在這裏轉動角θ，以符合附著於轉子能量的d, q幀。根據上述公式，實現了角（jiǎo）度θ的轉換（huàn）。

基本結構

AC電機的磁場定向矢量控製，Clarke變換采用三相電流IA, IB 以及 IC，這兩個在（zài）固定座（zuò）標定子相中的電流（liú）被（bèi）變換成Isd 和Isq，成為Park變換d, q中的元素。其通過電（diàn）機通量模型來計算的電流（liú）Isd, Isq 以及瞬時（shí）流量角θ被用來計算交流感應電機的電動扭矩。