SM, ориентированный на поле на управление

Синхронная машина, ориентированная на поле на управление

Библиотека:
Simscape / Электрический / Управление / Управление SM

Описание

SM, Ориентированный на поле на Блок управления, реализует синхронную машину (SM), ориентированную на поле на управляющую структуру. Поле ориентированное управление (FOC) является производительной стратегией управления электродвигателя переменного тока, которая разъединяет крутящий момент и поток путем преобразования стационарных токов фазы к вращающемуся кадру. Используйте FOC, когда скорость ротора и положение известны, и ваше приложение требует:

Высоко закрутите и низко текущий при запуске
Высокая эффективность

Уравнения

FOC SM составлен из нескольких блоков управления от библиотеки Control. Чтобы видеть и изменить эти блоки и внутреннюю структуру FOC, щелкните правой кнопкой по блоку по Simulink и выберите Mask> Look Under Mask. Полная управляющая структура составлена из нескольких частей:

Контроллер внешнего цикла преобразовывает ссылочный сигнал, который вы предоставляете к ссылочному d - оси, q - ось и полевые токи.
Можно выбрать тип ссылочного сигнала, который вы обеспечиваете использованию параметра Control mode:
- Velocity control — Управляйте или отрегулируйте скорость вращения синхронной машины. Внутренний блок Velocity Controller генерирует ссылочный крутящий момент от скоростной погрешности ротора.
- Torque control — Управляйте или отрегулируйте механический крутящий момент SM.
Внутренний блок SM Current Reference Generator генерирует ссылочные токи с помощью контроллера пропорционального интеграла (PI), минимизируя ошибку крутящего момента.
Контроллер внутреннего цикла преобразовывает текущие ссылки в ссылки напряжения. Внутренний SM Текущий Контроллер генерирует ссылки напряжения с помощью контроллера PI, минимизирующего текущую ошибку и условия feedforward:

$\begin{array}{l} v_{d_F F} = - ω_{e} L_{q} {_{i}}_{q} \\ v_{q_F F} = ω_{e} (L_{d} i_{d} + L_{m f} i_{f}) \\ v_{f_F F} = 0 \end{array}$
где:
- _ωe является ротором электрическая угловая скорость.
- _Ld и _Lq является d - и q - индуктивность статора оси.
- _Lmf является взаимной полевой индуктивностью арматуры.
- _id, _iq, и _if, является статором d-q и полевые токи возбуждения, соответственно.
Генератор PWM преобразовывает ссылочные напряжения статора в импульсы логического элемента, которые будут переданы Конвертеру Степени, который приводит в действие обмотки статора синхронной машины.
Возбуждение Генератор PWM преобразовывает напряжение поля ссылки в импульсы логического элемента, которые будут переданы Прерывателю DC-DC, приводящему в действие обмотку возбуждения SM.

Эта схема показывает полную архитектуру блока.

В схеме:

ω и _ωref являются измеренными и ссылочными угловыми скоростями, соответственно.
_Tref является ссылочным электромагнитным крутящим моментом. Если вы конфигурируете блок для регулировки скорости, Скоростной Контроллер генерирует этот ссылочный крутящий момент.
i и v являются токами статора и напряжениями. Индексы d, q, и f, представляют d-ось, q-ось и обмотку возбуждения. Индексы a, b, и c, представляют три обмотки статора.
_θe является ротором электрический угол.
G является импульсом логического элемента, H индексов и L представляют высоко и низко, и преобразовывает в нижний индекс a, b и c, представляйте три обмотки статора. Нижний ex представляет полевые импульсы возбуждения.

Можно принять решение реализовать или скорость или управление крутящим моментом с параметром Control mode. Блок реализует скоростное управление точно как показано в схеме. Блок реализует управление крутящим моментом путем удаления блока Velocity Controller и принятия ссылочного крутящего момента непосредственно.

Предположения

Параметры машины известны.

Ограничения

Управляющая структура реализована с одной частотой дискретизации.

Порты

Входной параметр

развернуть все

`Ссылка` Системная ссылка
скаляр

Системная ссылка, заданная как ссылка крутящего момента в N*m или ссылка скорости в rad/s, в зависимости от режима управления, выбрана.