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使用可靠的隔離 ADC 有效控制三相感應電機

2512846 2022-11-24 | pdf | 254.77KB | 次下載 | 免費

資料介紹

三相感應交流電機通過提供極高的效率和環(huán)保特性為幾乎 80% 的工業(yè)應用提供機械動力。需要對這些電機進行有效控制，以解決更重的負載問題，例如水泵、鍋爐泵、研磨機和壓縮機，它們需要更高的啟動轉矩、良好的速度調節(jié)和合理的超量程能力。三相感應交流電機通過提供極高的效率和環(huán)保特性為幾乎 80% 的工業(yè)應用提供機械動力。需要對這些電機進行有效控制，以解決更重的負載問題，例如水泵、鍋爐泵、研磨機和壓縮機，它們需要更高的啟動轉矩、良好的速度調節(jié)和合理的超量程能力。這種控制對設計人員來說具有挑戰(zhàn)性，因為三相電機電子設備需要來自高壓共模信號的分流器上的隔離模擬信號反饋。此外，必須在很寬的環(huán)境溫度范圍內維持高動態(tài)隔離電壓。這種控制對設計人員來說具有挑戰(zhàn)性，因為三相電機電子設備需要來自高壓共模信號的分流器上的隔離模擬信號反饋。此外，必須在很寬的環(huán)境溫度范圍內維持高動態(tài)隔離電壓。許多應用的精密三相感應交流電機控制解決方案依賴于電流檢測電路和隔離式模數(shù)轉換器 (ADC) 功能，例如隔離式調制器。此 ADC 功能為交流電機控制應用的分流電阻器上的開關電源逆變器的高壓信號創(chuàng)建了一個捕獲機制。許多應用的精密三相感應交流電機控制解決方案依賴于電流檢測電路和隔離式模數(shù)轉換器 (ADC) 功能，例如隔離式調制器。此 ADC 功能為交流電機控制應用的分流電阻器上的開關電源逆變器的高壓信號創(chuàng)建了一個捕獲機制。本文討論了與實現(xiàn)精確交流電機控制相關的問題，以及為什么隔離式模擬反饋是此類應用的良好選擇。本文討論了與實現(xiàn)精確交流電機控制相關的問題，以及為什么隔離式模擬反饋是此類應用的良好選擇。然后介紹了Analog Devices然后介紹了Analog Devices的隔離式 sigma-delta 調制器，以及用于調制器輸出信號的 sin px/px 或 sinc 數(shù)字濾波器，以創(chuàng)建 16 位 ADC 字，同時利用其隔離勢壘。的隔離式 sigma-delta 調制器，以及用于調制器輸出信號的 sin px/px 或 sinc 數(shù)字濾波器，以創(chuàng)建 16 位 ADC 字，同時利用其隔離勢壘。三相感應交流電動機簡介三相感應交流電動機簡介高性能伺服電機的主要特性是平穩(wěn)旋轉直至失速、完全控制失速扭矩以及快速減速和加速。高性能電機驅動系統(tǒng)通常使用三相交流電機（圖 1）。這些機器取代直流電機成為首選機器，因為它們具有低慣性、高輸出功率重量比、堅固的結構和良好的旋轉高速性能。高性能伺服電機的主要特性是平穩(wěn)旋轉直至失速、完全控制失速扭矩以及快速減速和加速。高性能電機驅動系統(tǒng)通常使用三相交流電機（圖 1）。這些機器取代直流電機成為首選機器，因為它們具有低慣性、高輸出功率重量比、堅固的結構和良好的旋轉高速性能。圖 1：工業(yè)三相感應交流電機，左側是輸出旋轉軸，電氣接線盒在上方。（圖片來源：利萊森瑪）圖 1：工業(yè)三相感應交流電機，左側是輸出旋轉軸，電氣接線盒在上方。（圖片來源：利萊森瑪）矢量控制原理，也稱為磁場定向控制，用于管理這些交流電機。大多數(shù)現(xiàn)代高性能驅動器都采用數(shù)字方式實現(xiàn)閉環(huán)電流控制。在該系統(tǒng)中，可實現(xiàn)的閉環(huán)帶寬取決于計算密集型矢量控制算法的執(zhí)行率和相關矢量旋轉的實時實現(xiàn)。這種計算負擔需要數(shù)字信號處理器 (DSP) 來實施 sinc 數(shù)字濾波器以及嵌入式電機和矢量控制方案。DSP 的計算能力允許快速循環(huán)時間和閉環(huán)電流控制帶寬。矢量控制原理，也稱為磁場定向控制，用于管理這些交流電機。大多數(shù)現(xiàn)代高性能驅動器都采用數(shù)字方式實現(xiàn)閉環(huán)電流控制。在該系統(tǒng)中，可實現(xiàn)的閉環(huán)帶寬取決于計算密集型矢量控制算法的執(zhí)行率和相關矢量旋轉的實時實現(xiàn)。這種計算負擔需要數(shù)字信號處理器 (DSP) 來實施 sinc 數(shù)字濾波器以及嵌入式電機和矢量控制方案。