Постоянный магнит синхронная машина текущий ссылочный генератор
Simscape / Электрический / Управление / Управление PMSM
Блок PMSM Current Reference Generator реализует текущий ссылочный генератор для постоянного магнита синхронной машины (PMSM) текущее управление в роторе d-q система координат.
Вы обычно используете этот блок в серии блоков, составляющих управляющую структуру.
Можно сгенерировать ссылку напряжения в системе координат d-q путем размещения этого блока перед PMSM Current Control или PMSM Current Control with Pre-Control block.
Можно реализовать скоростное управление путем размещения этого блока после блока Velocity Controller.
Вы видите пример структуры полного контроля, от измерений машины до входных параметров машины, в блоке PMSM Field-Oriented Control.
Блок PMSM Current Reference Generator может получить текущую ссылку с помощью одного из этих методов:
Нулевое управление d-оси (ZDAC)
Определяемые пользователем интерполяционные таблицы
Автоматически сгенерированные интерполяционные таблицы
Для метода ZDAC блок устанавливает d-ось текущая ссылка обнулять и определяет q-ось текущая ссылка использование уравнения крутящего момента:
и
где:
Tref является ссылочным входом крутящего момента.
p является количеством пар полюса.
ψm является потокосцеплением постоянного магнита.
Для операции ниже основной скорости синхронной машины ZDAC является подходящим методом. Выше основной скорости полевой контроллер ослабления обязан настраивать ссылку d-оси.
Чтобы предварительно сгенерировать оптимальные текущие ссылки для нескольких рабочих точек оффлайн, задайте две интерполяционных таблицы с помощью пользовательского подхода интерполяционной таблицы:
и
где:
nm является скоростью вращения ротора.
vdc является напряжением ссылки DC конвертера.
Чтобы позволить блоку создать интерполяционные таблицы, выберите автоматически сгенерированный подход интерполяционной таблицы. Блок генерирует интерполяционную таблицу с помощью двух стратегий:
Максимальный крутящий момент на ампер
Полевое ослабление
Выбор между этими двумя стратегиями основан на индексе модуляции, который может быть вычислен можно следующим образом:
где Vs является амплитудой напряжения статора, k является фактором модуляции, и Vph_max является максимальным допустимым напряжением фазы. В случае, которого индекс модуляции больше 1, блок генерирует текущие ссылки с помощью полевой процедуры ослабления. В противном случае текущие ссылки вычисляются с помощью максимального крутящего момента на процедуру ампера.
Можно сгенерировать текущие ссылки в постоянной области крутящего момента (происходящий ниже расчетной скорости) при помощи стратегии максимального крутящего момента на ампер (MTPA).
Прямые компоненты и квадратурные компоненты текущего статора записаны в терминах угла и величины как:
и
где:
β является углом статора текущий вектор.
Is является амплитудой тока статора.
Используя вариант угловой величины d-q токов, уравнение крутящего момента PMSM записано как:
где Ld и Lq являются прямой индуктивностью и квадратурной индуктивностью, соответственно.
Чтобы получить быстрый переходный процесс и максимизировать крутящий момент с наименьшей амплитудой тока статора, MTPA налагает (dTe)/dβ = 0 к уравнению крутящего момента, которое уступает
D-ось MTPA текущий id_mtpa записана в терминах компонента q-оси iq_mtpa путем замены d-q токами назад от их угла и вариантов величины:
Наконец, путем включения предыдущего уравнения в d-q вариант уравнения крутящего момента PMSM, следующий полином получен:
Компонент q-оси получен путем решения этого полинома.
Можно сгенерировать текущие ссылки в вышеупомянутой расчетной области скорости при помощи стратегии полевого ослабления (FW).
Выше расчетной скорости напряжение статора ограничивается конвертером степени и доступным напряжением ссылки DC. Максимальное напряжение статора:
где Vph_max является максимальным доступным напряжением фазы статора.
Установившиеся уравнения напряжения для PMSMs
и
Для скоростей ротора выше расчетного сопротивление статора незначительно, и полевая d-ось ослабления, текущий id_fw компонента получен в терминах компонента q-оси iq_fw от vq установившееся уравнение:
Наконец, путем включения уравнения id_fw в уравнение крутящего момента PMSM, следующий полином получен:
Компонент q-оси получен путем решения этого полинома.
Параметры машины являются константами.
Автоматически сгенерированные текущие ссылки вводят задержку в фазе перед симуляцией. Для средней мощности PMSM управляют задержкой, приблизительно 300 мс.
[1] Хак, M. E. Л. Чжун и М. Ф. Рахман. "Улучшенная траектория управляет для внутреннего постоянного магнита синхронным электроприводом с расширенным операционным пределом". Журнал Electrical & Electronics Engineering. Издание 22, Номер 1, 2003, p. 49.
[2] Carpiuc, S., К. Лазарь и Д. Ай. Пэтрэску. "Оптимальное Управление Крутящим моментом Внешне Взволнованной Синхронной Машины". Управляйте Разработкой и Прикладной Информатикой. Издание 14, Номер 2, 2012, стр 80–88.