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使用可靠的隔離 ADC 有效控制三相感應(yīng)電機(jī)

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

資料介紹

三相感應(yīng)交流電機(jī)通過提供極高的效率和環(huán)保特性為幾乎 80% 的工業(yè)應(yīng)用提供機(jī)械動(dòng)力。需要對(duì)這些電機(jī)進(jìn)行有效控制，以解決更重的負(fù)載問題，例如水泵、鍋爐泵、研磨機(jī)和壓縮機(jī)，它們需要更高的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、良好的速度調(diào)節(jié)和合理的超量程能力。三相感應(yīng)交流電機(jī)通過提供極高的效率和環(huán)保特性為幾乎 80% 的工業(yè)應(yīng)用提供機(jī)械動(dòng)力。需要對(duì)這些電機(jī)進(jìn)行有效控制，以解決更重的負(fù)載問題，例如水泵、鍋爐泵、研磨機(jī)和壓縮機(jī)，它們需要更高的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、良好的速度調(diào)節(jié)和合理的超量程能力。這種控制對(duì)設(shè)計(jì)人員來說具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)槿嚯姍C(jī)電子設(shè)備需要來自高壓共模信號(hào)的分流器上的隔離模擬信號(hào)反饋。此外，必須在很寬的環(huán)境溫度范圍內(nèi)維持高動(dòng)態(tài)隔離電壓。這種控制對(duì)設(shè)計(jì)人員來說具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)槿嚯姍C(jī)電子設(shè)備需要來自高壓共模信號(hào)的分流器上的隔離模擬信號(hào)反饋。此外，必須在很寬的環(huán)境溫度范圍內(nèi)維持高動(dòng)態(tài)隔離電壓。許多應(yīng)用的精密三相感應(yīng)交流電機(jī)控制解決方案依賴于電流檢測(cè)電路和隔離式模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 功能，例如隔離式調(diào)制器。此 ADC 功能為交流電機(jī)控制應(yīng)用的分流電阻器上的開關(guān)電源逆變器的高壓信號(hào)創(chuàng)建了一個(gè)捕獲機(jī)制。許多應(yīng)用的精密三相感應(yīng)交流電機(jī)控制解決方案依賴于電流檢測(cè)電路和隔離式模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 功能，例如隔離式調(diào)制器。此 ADC 功能為交流電機(jī)控制應(yīng)用的分流電阻器上的開關(guān)電源逆變器的高壓信號(hào)創(chuàng)建了一個(gè)捕獲機(jī)制。本文討論了與實(shí)現(xiàn)精確交流電機(jī)控制相關(guān)的問題，以及為什么隔離式模擬反饋是此類應(yīng)用的良好選擇。本文討論了與實(shí)現(xiàn)精確交流電機(jī)控制相關(guān)的問題，以及為什么隔離式模擬反饋是此類應(yīng)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(diào)制器，以及用于調(diào)制器輸出信號(hào)的 sin px/px 或 sinc 數(shù)字濾波器，以創(chuàng)建 16 位 ADC 字，同時(shí)利用其隔離勢(shì)壘。的隔離式 sigma-delta 調(diào)制器，以及用于調(diào)制器輸出信號(hào)的 sin px/px 或 sinc 數(shù)字濾波器，以創(chuàng)建 16 位 ADC 字，同時(shí)利用其隔離勢(shì)壘。三相感應(yīng)交流電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介三相感應(yīng)交流電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介高性能伺服電機(jī)的主要特性是平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)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(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常使用三相交流電機(jī)（圖 1）。這些機(jī)器取代直流電機(jī)成為首選機(jī)器，因?yàn)樗鼈兙哂械蛻T性、高輸出功率重量比、堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)和良好的旋轉(zhuǎn)高速性能。高性能伺服電機(jī)的主要特性是平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)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(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常使用三相交流電機(jī)（圖 1）。這些機(jī)器取代直流電機(jī)成為首選機(jī)器，因?yàn)樗鼈兙哂械蛻T性、高輸出功率重量比、堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)和良好的旋轉(zhuǎn)高速性能。圖 1：工業(yè)三相感應(yīng)交流電機(jī)，左側(cè)是輸出旋轉(zhuǎn)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(yīng)交流電機(jī)，左側(cè)是輸出旋轉(zhuǎn)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(chǎng)定向控制，用于管理這些交流電機(jī)。大多數(shù)現(xiàn)代高性能驅(qū)動(dòng)器都采用數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)閉環(huán)電流控制。在該系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn)的閉環(huán)帶寬取決于計(jì)算密集型矢量控制算法的執(zhí)行率和相關(guān)矢量旋轉(zhuǎn)的實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)。這種計(jì)算負(fù)擔(dān)需要數(shù)字信號(hào)處理器 (DSP) 來實(shí)施 sinc 數(shù)字濾波器以及嵌入式電機(jī)和矢量控制方案。DSP 的計(jì)算能力允許快速循環(huán)時(shí)間和閉環(huán)電流控制帶寬。矢量控制原理，也稱為磁場(chǎng)定向控制，用于管理這些交流電機(jī)。大多數(shù)現(xiàn)代高性能驅(qū)動(dòng)器都采用數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)閉環(huán)電流控制。在該系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn)的閉環(huán)帶寬取決于計(jì)算密集型矢量控制算法的執(zhí)行率和相關(guān)矢量旋轉(zhuǎn)的實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)。這種計(jì)算負(fù)擔(dān)需要數(shù)字信號(hào)處理器 (DSP) 來實(shí)施 sinc 數(shù)字濾波器以及嵌入式電機(jī)和矢量控制方案。