Контроллер для основанного на потоке постоянного магнита синхронный двигатель
Powertrain Blockset / Движение / Контроллеры Электродвигателя
Блок Flux Based PM Controller реализует основанный на потоке, ориентированный на поле контроллер для внутреннего постоянного магнита синхронного двигателя (PMSM) с дополнительным контроллером скорости внешнего цикла. Внутреннее управление крутящим моментом реализует стратегии достижения максимального крутящего момента на ампер (MTPA) и ослабления магнитного потока. Можно задать или скорость или закрутить тип управления.
Flux Based PM Controller реализует уравнения для регулировки скорости, определения крутящего момента, регуляторов, преобразовывает, и двигатели.
Фигура иллюстрирует информационный поток в блоке.
Блок реализует уравнения с помощью этих переменных.
ω |
Скорость ротора |
ω* |
Команда скорости ротора |
T* |
Закрутите команду |
id i*d |
текущая d-ось d-ось текущая команда |
iq i*q |
текущая q-ось q-ось текущая команда |
vd, v*d |
напряжение d-оси команда напряжения d-оси |
vq v*q |
напряжение q-оси команда напряжения q-оси |
va, vb, vc |
Фаза a Stator, b, c напряжения |
ia, ib, ic |
Фаза a Stator, b, c токи |
Чтобы реализовать контроллер скорости, выберите параметр Control Type Speed Control
. Если вы выбираете параметр Control Type Torque Control
, блок не реализует контроллер скорости.
Контроллер скорости определяет команду крутящего момента путем реализации фильтра состояния и вычисления команд обратной связи и feedforward. Если вы не реализуете контроллер скорости, введите команду крутящего момента с блоком Flux Based PM Controller.
Фильтр состояния является фильтром lowpass, который генерирует ускоряющую команду на основе команды скорости. Дискретной формой характеристического уравнения дают:
Фильтр вычисляет усиление с помощью этого уравнения.
Уравнения используют эти переменные.
EVsf |
Пропускная способность фильтра команды скорости |
Tsm |
Контроллер движения шаг расчета |
Ksf |
Постоянная времени регулятора скорости |
Чтобы сгенерировать крутящий момент обратной связи состояния, блок использует отфильтрованный сигнал скоростной погрешности от фильтра состояния. Чтобы отфильтровать скорость, блок использует контроллер пропорционального интеграла (PI).
Уравнения используют эти переменные.
ωm |
Скорость ротора |
ω*m |
Команда скорости ротора |
Tcmd |
Закрутите команду |
Kpω |
Регулятор скорости пропорциональное усиление |
Kiω |
Усиление интеграла регулятора скорости |
Tsm |
Частота дискретизации регулятора скорости |
Чтобы сгенерировать крутящий момент feedforward состояния, блок использует отфильтрованную скорость и ускорение от фильтра состояния. Кроме того, вычисление крутящего момента feedforward использует инерцию, вязкое затухание и статическое трение. Чтобы достигнуть нулевой ошибки отслеживания, команда крутящего момента является суммой feedforward и команд крутящего момента обратной связи.
Команда крутящего момента feedforward использует это уравнение.
где:
Jp |
Инерция ротора |
Tcmd_ff |
Команда крутящего момента feedforward |
Fs |
Статический постоянный момент трения |
Fv |
Вязкий постоянный момент трения |
Fs |
Статический постоянный момент трения |
ωm |
Скорость ротора |
Блок использует интерполяционные таблицы, чтобы определить d-ось и q-ось текущие команды. Интерполяционные таблицы являются функциями механической скорости и крутящего момента. Чтобы определить интерполяционные таблицы, можно использовать внешний анализ конечных элементов (FEA) модели или динамометрические результаты испытаний.
Уравнения используют эти переменные.
ωm |
Скорость ротора |
Tref |
Закрутите команду |
idref, iqref |
d-и текущая ссылка q-оси, соответственно |
Блок использует эти уравнения, чтобы вычислить напряжение в моторной системе координат.
Уравнения используют эти переменные.
ωm |
Скорость механического устройства ротора |
ωe | Ротор электрическая скорость |
Rs, Rr |
Сопротивление статора и обмоток ротора, соответственно |
iq, id |
q-и текущая d-ось, соответственно |
vq, vd |
q-и напряжение d-оси, соответственно |
Ψq, Ψd |
q-и магнитный поток d-оси, соответственно |
Tst |
Текущая частота дискретизации регулятора |
Kid , Kiq |
d-и q-усиление интеграла оси, соответственно |
Kpd , Kpq |
d-и q-ось пропорциональное усиление, соответственно |
Чтобы вычислить напряжения и токи в трехфазном сбалансированном (a, b) количества, двухфазная квадратура (α, β) количества, и вращающийся (d, q) системы координат, блок использует Преобразования Кларка и Парка.
В уравнениях преобразования.
Преобразовать | Описание | Уравнения |
---|---|---|
Кларк |
Преобразует сбалансированные трехфазные количества (a, b) в сбалансированные двухфазные квадратурные количества (α, β). | |
Парк |
Преобразует сбалансированные двухфазные ортогональные стационарные количества (α, β) в ортогональную систему координат вращения (d, q). | |
Инверсия Кларк |
Преобразует сбалансированные двухфазные квадратурные количества (α, β) в сбалансированные трехфазные количества (a, b). | |
Обратный парк |
Преобразует ортогональную систему координат вращения (d, q) в сбалансированные двухфазные ортогональные стационарные количества (α, β). |
Преобразования используют эти переменные.
ωm |
Скорость ротора |
P |
Пары полюса ротора |
ωe |
Ротор электрическая скорость |
Θe |
Ротор электрический угол |
x |
Ток фазы или напряжение |
Блок использует токи фазы и напряжения фазы, чтобы оценить текущую шину DC. Положительный ток указывает на выброс батареи. Отрицательный ток указывает на заряд батареи.
Блок использует эти уравнения.
Загрузите степень | |
Исходная степень | |
Текущая шина DC | |
Предполагаемый крутящий момент ротора | |
Потери мощности для одного источника КПД, чтобы загрузить | |
Потери мощности для одного КПД загружают к источнику | |
Потери мощности для сведенного в таблицу КПД |
Уравнения используют эти переменные.
va, vb, vc |
Фаза a Stator, b, c напряжения |
vbus |
Предполагаемое напряжение на шине DC |
ia, ib, ic |
Фаза a Stator, b, c токи |
ibus |
Предполагаемая текущая шина DC |
Eff |
Полный КПД инвертора |
ωm |
Скорость механического устройства ротора |
Lq, Ld |
q-и d-ось извилистая индуктивность, соответственно |
Ψq, Ψd |
q-и магнитный поток d-оси, соответственно |
iq, id |
q-и текущая d-ось, соответственно |
λ |
Потокосцепление постоянного магнита |
P |
Пары полюса ротора |
Задавать электрические потери, на вкладке Electrical Losses, для Parameterize losses by, избранной одной из этих опций.
Установка | Блокируйте реализацию |
---|---|
Single efficiency measurement | Электрическая потеря вычислила использование постоянного значения для КПД инвертора. |
Tabulated loss data | Электрическая потеря, вычисленная как функция частот вращения двигателя и крутящих моментов загрузки. |
Tabulated efficiency data | Электрическая потеря вычислила с помощью КПД инвертора, который является функцией крутящих моментов загрузки и частот вращения двигателя.
|
Для лучшой практики используйте Tabulated loss data
вместо Tabulated efficiency data
:
КПД заболевает заданный для нулевой скорости или нулевого крутящего момента.
Можно объяснить постоянные составляющие потерь, которые все еще присутствуют для нулевой скорости или крутящего момента.
[1] Ху, Dakai, Yazan Alsmadi и Луня Сюй. “Высокое качество нелинейное моделирование IPM на основе измеренного статора извилистое потокосцепление”. IEEE® Transactions на Промышленных Приложениях, Издании 51, № 4, июль/август 2015.
[2] Чен, Сяо, Джиэбин Ван, Bhaskar Сенатор, Панайотис Лазари, Tianfu Sun. “Высокочастотная и В вычислительном отношении Эффективная Модель для Внутренних Машин Постоянного магнита, Рассматривая Магнитное Насыщение, Пространственные Гармоники и Железный Эффект Потерь”. Транзакции IEEE на Industrial Electronics, Издании 62, № 7, июль 2015.
[3] Оттоссон, J., М. Алэкула. “Компактное поле, ослабляющее реализацию контроллера”. Международный Симпозиум по Силовой электронике, Электрическим Дискам, Автоматизации и Движению, июль 2006.
Flux-Based PMSM | IM Controller | Interior PM Controller | Surface Mount PM Controller