15.2节展示了当“电动机结构不同”,或“电动机采用的材料不同”,或“电动机的控制方法不同”,或“电动机运行过程中发生的故障不同”等,都会导致电动机电磁转矩的构成成分或方式不同。其实,这还只是作者研究过的电动机,还有更多的其他电动机会更进一步证明这种情况的存在。例如,现在有不少人在研究开关磁阻电动机的DTC技术,开关磁阻电动机的构成就和上述的电动机都不一样,它根本就没有上述电动机中都有的常规“基本电磁转矩”,它只有“磁阻转矩”。因为它的电磁转矩全靠磁阻的不均匀性来生成,而不靠定、转子的磁链相互作用来生成。可见,这种电动机的电磁转矩生成原理就与众不同,它的构成成分和方式当然会与众不同。
各种电动机电磁转矩生成原理的不同就是辩证法所说的“具体问题”不同。辩证法中有一句名言:“具体问题具体分析”是辩证法的活的灵魂。它指的是,在矛盾普遍性的原理指导下,应该具体分析在各种具体情况下出现的矛盾的特殊性,从而寻找出解决该具体矛盾的特殊方法。在DTC技术中,“控制电磁转矩”是普遍原则,但是,正如上面分析的,各种电动机电磁转矩生成的原理很不相同,自然,应通过“具体问题具体分析”后,寻找出控制这些各有特点的电磁转矩的特殊方法。
事实上也正是如此,根据不同的电动机情况,不同的电磁转矩构成,DTC技术采用了不同的控制转矩方案:
对异步电动机和异步发电机而言,它的“矛盾的特殊性”在于它的转子磁链是由感生电流而产生的,这个物理过程在异步电机中可能会引起电磁暂态现象的出现,从而严重影响电磁转矩变化的快速性。针对这个特殊的“具体问题”,采取的对策肯定应该是防止这个电磁暂态现象的出现。于是采用了日本山村昌教授的理论:将异步电机的定子磁链幅值|ψs|控制为常数,避免在电机中出现电磁暂态现象。这就是异步电机DTC技术的特色。(www.zuozong.com)
而永磁同步电动机和异步电机最大的不同是转子磁链ψf是由永磁体产生的,是天生的恒值。因此,永磁同步电动机中没有“出现电磁暂态现象”这个特殊的“具体问题”,自然,也就不必画蛇添足,不要将定子磁链幅值ψs控制为常数了。如果不是“具体问题具体分析”,只一味模仿异步电机DTC系统,轻则反而妨碍电磁转矩变化的快速性;重则会使系统处于控制的矛盾之中,造成系统不稳定,如无刷直流电动机两相导通方式系统那样。因此,作者在第4章、第11章实现了两款无定子磁链幅值控制的DTC方案,都得到了很好的效果。这就是在永磁同步电动机的研究中执行了“具体问题具体分析”的良好结果。
对于无刷直流电动机两相导通方式和多相永磁容错电动机这类电动机,会出现一相断流或一相突然故障,形成“各相物理状态不一致”的特殊现象,显然,电动机各相对电磁转矩的贡献也不一样,这又是一类很特殊的“具体问题”。对这个特殊的“具体问题”,采取的对策就是用能反映各相实际状态的相矢量来代替原来的综合矢量。例如,在两相导通无刷直流电动机DTC系统中就特别定义了导通相相电压合成矢量Vs这一特殊的电压矢量。在六相永磁容错电动机DTC系统中则专门提出了相空间电压矢量的控制策略(P-SVPWM)。灵活地控制这些相电压,使这些电动机尽管处于“各相物理状态不一致”的特殊情况下,甚至某一相出现断路和短路的故障情况下,都能保证电磁转矩的正常。
可见,DTC技术的发展充分体现了“具体问题具体分析”这个辩证法的“活的灵魂”的重要性,如果我们遵从了这个法则,研究就有成果;如果我们违背了这个法则,不从“具体情况”出发,只会形而上学的模仿,研究就要走弯路。
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