SM Field-Oriented Control

Синхронная машина, ориентированная на поле на управление

Библиотека:
Simscape / Электрический / Управление / Управление SM

Описание

Блок SM Field-Oriented Control 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 вращающейся системе координат. 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 преобразует ссылочный сигнал, который вы предоставляете к ссылочному d - оси, q - ось и полевые токи.
Можно выбрать тип ссылочного сигнала, который вы обеспечиваете использованию Control mode параметр:
- 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 преобразует текущие ссылки в ссылки напряжения. Внутренний SM Current Controller генерирует ссылки напряжения с помощью ПИ-контроллера, 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 скорость вращения.
- _Ld и _Lq является d - и q - индуктивность статора оси.
- _Lmf является взаимной полевой индуктивностью якоря.
- _id, _iq, и _if, является статором d-q и полевые токи возбуждения, соответственно.
Генератор PWM преобразует ссылочные напряжения статора в импульсы логического элемента, которые будут переданы Конвертеру Степени, который приводит в действие обмотки статора синхронной машины.
Возбуждение Генератор PWM преобразует 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 скоростями вращения, 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, индексы, которые H и L представляют высоко и низко, и индексы a, b и c, представляют три обмотки статора. Индекс ex представляет полевые импульсы возбуждения.

Можно принять решение реализовать или скорость или управление крутящим моментом с Control mode параметр. Блок реализует скоростное управление, точно так же, 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

`Reference` — 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.