电流反馈及转矩控制的作用

sinside

1. 经常看到转矩控制,请问这个转矩控制运用在什么场合呢,因为转速,位移控制很好理解,很多地方这样的需求.可是转矩控制就有点搞不清楚作用.

2. 按照公式 J*dw/dt = T-TL, 如果T为恒值,如果负载TL太大的话转速可能降低,如果负载变小的话速度又会变大,这样的控制有什么作用,为什么不让T变化而保持希望的输出速度呢(也就是转速控制)?

3. 现在很多控制系统基本上都用速度,电流双反馈,请问电流反馈控制的是什么量,起什么保护作用?

4. 如何在simulink里面模拟堵转,可能是我用的电机模型的问题,一旦TL设得太大,电机就会朝反方向转动,根据2的公式,好像也确实如此,请问堵转的本质是什么?

谢谢了先.

amonghappy

好多问题啊，有些应用是和转矩相关的，比如说汽车。上坡的时候自然会慢一点，应该是控制转矩的一个好的例子。力矩实际上是和电流直接联系的量，电流大力就大。速度是力矩的结果，因此控制转矩在一些响应要求快的，负载变化大的场合用得到。

电流反馈控制的就是电流阿，电流变化快，直接和力相关。保护自然要控制好电流，电流失控就像水管子爆管一样，家里发大水的。

呵呵，最后一个问题很有意思，一旦TL太大，其实根本就会启动失败。
堵转的作用就是电机产生的力矩小于负载的阻力矩，比如风扇在吹，你拿一个铁杆子放进去，风扇肯定要反弹回去一点，然后就会停在铁杆子处，停下来就表示力矩平衡了。然后一直放在那里的话，电机电流会很大，接着过流保护，没保护就会烧掉。：（

Avlicht

虽然只是路过，忍不住看了，受益匪浅啊。

sinside

1. 关于上面第一点和第二点, 可否理解为力矩控制是对电机进行保护,控制电机是否过电流的场合?

2. 关于第三点, 由于P=Tw, 所以可否理解为转速,转矩双反馈是对输出功率的控制?当然对于速度的要求也能满足,同时又能保护电机,控制能量输出和驱动效率,是否如此?在双反馈的控制过程,是转矩优先还是转速优先呢?如何把两种反馈糅合,然后变成控制变化量(例如BLDC的PWM, 我现在在学这种^_^)

3. 在仿真过程中,由于J*dw/dt = T-TL, 当T-TL小于0时,电机就会开始减速, 当速度减到0时,如果T-TL仍然<0,应该就会反向转动了吧(相当于发电机?), 特别是在启动的时候,初始速度为0, 如果T-TL<0,理论上应该就会反向转动. 可是现实中的电机就会堵转,这个区别在哪里呢. 这种堵转的负载力矩模型(TL)应该是什么样子的呢? 还是电机模型本身的问题?

lbz0123

1、不是的 转矩控制是驱动器的一个功能 专门针对某些应用场合 对转速只要求限制在一定范围内 但要求转矩恒定
2、驱动器是没有转矩反馈的 转矩的控制是通过对电流的控制实现的 电流可以通过电阻等器件采样 转速控制的前提下 控制转矩的目的是控制转速 因为如你所列的公式 当输出转矩和负载转矩平衡时 转速就是稳定的 就是说 实际上是根据负载转矩的变化来调整输出转矩 从而达到对转速进行控制的目的
3、区别在于 启动的时候 输出转矩克服的是负载的惯性 即此时负载时静止的 你要让他动 要先克服它的惯性 当然你克服不了的话 原本静止的东西不会因此而动起来 但如果你是直接在电机上施加一个方向和大小保持不变的力（以此为例） 那么当这个力大于输出转矩的话 他就是会把电机转速拉低 如果此时是速度控制 那么电流会变大 输出转矩会变大 知道与外力达到平衡 转速恢复 若此时输出转矩的极限也无法与外力达到平衡或应用的是转矩控制 那么 电机转速会一直下降 甚至反转 电机进入发电机状态 此时是比较危险地 应该采取保护措施
楼主 建议你补充点自动化控制的内容 会对你有帮助

sinside

谢谢楼上几位的回答.

1. 有没有具体的恒转矩的例子,就是能够体现某种好处的(性能上或者其他的都可以),特别是在调速控制的场合同时又增加的电流反馈的作用. (我所看到好像只有保护和效率而已)

2. 不好意思没有说清楚,确实是电流和速度双反馈,速度反馈我可以理解,我的意思是电流反馈是用来控制什么部分的呢(比如转矩),如果双反馈既要调节速度又要调节转矩,这二者是如何进行平衡最终体现到输出控制里面的.当二者有冲突的时候,哪一个是优先考虑的因素呢,为什么?

3. 如果是反向负载,从公式上面就可以看出结果,可以理解.可是堵转所施加的负载实际上是什么性质呢? 假设已经有一个电机是可以克服自身惯性转动起来的, 这时候要加一个什么性质的负载,可以让它堵转,它的数学模型是什么样的? 从而进行仿真.

关于自动化书籍的问题,是看了一些,感觉没有经过实践的磨合理解不了太多.关于这方面的内容如果有什么好书, 欢迎推荐.

谢谢了先.

lbz0123

1、转矩模式的例子一时想不起来 你到网上搜伺服转矩模式应用好了；
2、电流反馈是用来做矢量控制的 或者自动补偿的 驱动器基本都是有电流反馈的 保护和效率也是一方面 算法里面主要就是用来控制转矩啦 调整输出转矩和负载平衡来调整转速；
3、举个例子的话 数控车床上 工件本身在旋转 此时刀具加上来的话就等于给电机加了负载 如果刀具的进给量过大 就会导致堵转了 就是说负载本身是不运动的 没有方向的 但是相对于旋转中的电机轴而言 他的方向就与旋转方向相反了 但是他不会导致电机反转的
你是在校学生吧 搞两台驱动器玩玩就了解了

ljbjms

我新来混的
1.以转矩控制为目的的情况很少，你是不是指的直接转矩控制？直接转矩控制，其实最终目的跟一般的控制一样，都是调速或位置
2.这个公式只是简化的电机运行模型
3.电流环就是控制转矩
4.simulink里的电机模型是不可能实现堵转的
堵转我琢磨过的，堵转时，电机欲启动加力时，堵转的物体同样给电机反作用力，此时负载转矩很大
当电机不加力时，负载转矩就又没了，这也是为什么实际中电机不会反转
simulink不一样的，你给的负载转矩大了，就会反转
究其原因，就是电机建模的问题，simulink中的电机是做不了堵转实验的

sinside

1. 转矩控制可否理解为根据电机的机械特性(转矩-转速特性)来调节相应的速度? 在这种情况下设定参考转矩(目标转矩)就没有意义了吧. 另外,还不懂什么是直接转矩控制

2. 如果负载转矩的模型为: 当电机停止时(w=0) TL=-T; 当电机转动时(w!=0) TL=-(10T),如果加上这么一个负载可否模拟堵转. 但是我的主要目标是在这种"堵转"条件下,电机内部的参数变化(电流,磁通等等)能否和现实中的电机有相同的变化?

谢谢了先.

lbz0123

1、直接转距控制是相对于矢量控制的另一种控制方法   一般驱动器的转矩模式就是固定输出一个转矩而已 此时只限制速度 不要超出某个范围就可以了 这个你可以找个伺服驱动器的手册看看 哪家的都行
2、你是要做仿真吧 负载不能随便搞个常数上去的 建议你自己动动脑子写个函数什么的吧

archdevil

转矩控制就是保持输出的力大小不变，比如说汽车输出同样的力，在平地上跑的快，上坡时就跑的慢，因为控制力矩大小，而不是控制速度，所以速度就会发生变化。转矩控制是和速度控制并列的一种控制方式，不会在速度环下还有转矩控制。

sinside

谢谢楼上各位的回答

wt2496

回复 12# sinside


    电流环的理解：

运动控制整本书都是在讲：速度环和电流环。

速度环的核心是：1、动态 最快响应给定。2、 稳态 尽量较小误差。
电流环的核心是：在不过流的情况下，启动时尽量增大电压，已达到最快启动的目的。

电流环是内环，速度环是外环，不存在先考虑那个的问题。

jasonsmile

电流环考虑在线, 系统设计时一定要先考虑电流环的带宽及响应特性, 通常情况下在变频器里电流环的参数是根据电机参数进行整定的, 速度环可以在使用变频器过程中根据实际效果进行整定, 我们控制的目标一般是基于速度的,即只设定电机的转速, 而电机的转矩是根据电机带载的实际情况而发生变化的, 如果负载大, 反馈的转速响应慢,速度环的输出就大, 从而转矩的设定也会加大, 电流与转矩呈比例关系, 也会加大.

jasonsmile

电流环考虑在先!

meiguoquan

我的理解：
1、转速控制很明显是控制转速的，根据楼主的那个公式，稳态运行时，dw/dt=0此时TL=Te（输出电磁转矩等于负载机械转矩）
2、突加负载的瞬间，Te<TL，电机必定会减速，这时候由电磁转矩公式Te=np*F*Iq，电流环发挥作用会提高电流Iq使得Te增大，速度会增大了原来的速度。这是一个比较复杂的动态过程，但前后两个稳态过程应保持转速不变，突然卸载的情况与之相反