Vector Controller (PMSM)

Реализуйте векторные модели контроллеров для постоянного магнита синхронных машин (PMSM)

Библиотека

Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Электроприводы / Основные Блоки Диска

  • Vector Controller (PMSM) block

Описание

Блок Vector Controller (PMSM) похож на блок Field-Oriented Controller для асинхронных машин, когда это предлагает эффективность "машина DC как" для синусоидальных машин постоянного магнита. Крутящим моментом машины можно управлять независимо от потока статора.

Векторные модели контроллеров PMSM являются для использования с трехфазным или пятифазовым постоянным магнитом синхронной машиной. Это имеет два рабочих режима, чтобы представлять подробное или контроллер среднего значения.

Подробный режим

В подробном режиме блок Vector Controller (PMSM) содержит четыре основных блока, показанные для трехфазного и пятифазового PMSM, соответственно.

  • dq-abc и блоки dq-abcde выполняют преобразование dq текущих компонентов в системе координат ротора в abc - и переменные abcde-фазы соответственно.

  • Текущий регулятор является токовым контроллером скорострельного оружия с корректируемой гистерезисной пропускной способностью.

  • Блок angle conversion вычисляет электрический угол ротора из механического угла ротора.

  • Блок Switching control ограничивает частоту коммутации инвертора максимальным значением, которое вы задаете.

Модуляция вектора пробела может быть выбрана только для трехфазного PMSM. Следующий рисунок показывает блок-схему контроллера с модуляцией вектора пробела.

В этом случае текущие регуляторы являются пропорционально-интегральными регуляторами. Расчетные IQ значений* и Идентификаторы* сравниваются с фактическими значениями текущих IQ компонентов и Идентификаторов, соответственно и текущие ошибки питаются два ПИ-контроллера, которые генерируют компоненты напряжения статора, которыми управляют, Vqs и Vds, соответственно.

Блок dq \U 03B1\\U 03B2\преобразует компоненты напряжения статора, которыми управляют, от вращения dq координаты в стационарные координаты αβ с помощью угла фазы поля вращения потока ротора.

Блок Space Vector Modulator получает полученный вектор напряжения Vαβ и генерирует соответствующее переключение, утверждает вектор для управления устройств переключения инвертора.

Модуль SVM содержит четыре основных блока:

  • Блок Sector Selector используется, чтобы найти сектор αβ плоскости, в которой находится вектор напряжения. αβ плоскость разделена на шесть различных секторов, расположенных с интервалами 60 градусами.

  •  Блок Ramp Calculator используется, чтобы произвести унитарный пандус в PWM переключающаяся частота. Этот пандус используется в качестве основы времени для переключающейся последовательности.

  •   Блок Switching Time Calculator используется, чтобы вычислить, синхронизация вектора напряжения применилась к двигателю. Вход блока является сектором, в котором находится вектор напряжения.

  •  Блок Gates Logic получает последовательность синхронизации от блока Switching Time Calculator и пандус от блока Ramp Calculator. Этот блок сравнивает пандус и сигналы синхронизации логического элемента активировать переключатели инвертора в свое время.

Средний режим

В среднем режиме высокочастотные действия переключения выключателей питания не представлены в блоке Vector Controller (PMSM).

Средний режим похож на подробный режим с гистерезисной модуляцией за исключением того, что нет никакого блока switching control, и импульсы, сгенерированные текущим регулятором, являются трехуровневыми сигналами (-1, 0, 1). Трехуровневые сигналы указывают, применяет ли инвертор среднего значения отрицание, нуль или положительное напряжение на шине DC (Vdc) к машине во время насыщения инвертора. В подробном режиме модель Vector Controller (PMSM) выводит фактические импульсы для переключателей инвертора.

Параметры

Model detail level

Задайте уровень детализации модели, чтобы использовать:

  • Detailed (значение по умолчанию)

  • Average

Number of phases

Выберите между трехфазным и пятифазовым PMSM. Значением по умолчанию является 3.

Modulation type

Выберите гистерезис или модуляцию вектора пробела. Значением по умолчанию является Hysteresis.

Sample time (s)

Время выборки векторного контроллера, в секундах. Время выборки должно быть кратным шагу времени симуляции. Значением по умолчанию является 20e-6.

Current hysteresis bandwidth (A)

Текущая пропускная способность гистерезиса регулятора, в амперах. Этот параметр доступен только, когда параметр Model detail level устанавливается на Detailed и Modulation type установлен в Hysteresis. Значением по умолчанию является 0.1. Это значение является общей гистерезисной пропускной способностью, распределенной симметрично вокруг текущего сетбола. Рисунок показывает случай, где текущим сетболом является Is* и текущая пропускная способность гистерезиса регулятора установлена в dx.

Maximum switching frequency (Hz)

Максимальная частота переключения инвертора, в герц. Этот параметр доступен только, когда параметр Model detail level устанавливается на Detailed и Modulation type установлен в Hysteresis. Значением по умолчанию является 20e3.

Pairs of poles

Количество пар полюса. Значением по умолчанию является 4.

Specify

Выберите машину, постоянную, который вы хотите задать для параметризации блока. Выбором является Flux linkage established by magnets (V.s) (значение по умолчанию), Voltage Constant (V_peak L-L / krpm), и Torque Constant (N.m / A_peak).

Flux linkage

Постоянный поток, в webers, на пары полюса вызван в обмотках статора магнитами. Значением по умолчанию является 0.175.

Voltage constant

Пиковой линией к линейному напряжению на 1 000 об/мин машины управляет токовый контроллер. Это напряжение представляет пиковое напряжение разомкнутой цепи, когда машина управляется как генератор на уровне 1 000 об/мин. Значением по умолчанию является 126.966.

Torque constant

Крутящим моментом на ампер, постоянный из машины, управляет токовый контроллер. Значением по умолчанию является 1.05.

DC bus voltage sensor cutoff frequency (Hz)

Частота среза фильтра lowpass первого порядка применилась к измерению напряжения на шине DC в герц. Этот параметр включен только, когда параметр Model detail level устанавливается на Detailed и Modulation type установлен в SVM. Значением по умолчанию является 50.

SVM switching frequency (Hz)

Фиксированная частота переключения инвертора, в герц. Этот параметр включен только, когда параметр Model detail level устанавливается на Detailed и Modulation type установлен в SVM. Значением по умолчанию является 20000.

d-axis current regulator — Proportional gain

Пропорциональная составляющая токового контроллера d-оси. Этот параметр включен только, когда параметр Model detail level устанавливается на Detailed и Modulation type установлен в SVM. Значением по умолчанию является 200.

d-axis current regulator — Integral gain

Интегральная составляющая токового контроллера d-оси. Этот параметр включен только, когда параметр Model detail level устанавливается на Detailed и Modulation type установлен в SVM. Значением по умолчанию является 1000.

q-axis current regulator — Proportional gain

Пропорциональная составляющая токового контроллера q-оси. Этот параметр включен только, когда параметр Model detail level устанавливается на Detailed и Modulation type установлен в SVM. Значением по умолчанию является 200.

q-axis current regulator — Integral gain

Интегральная составляющая токового контроллера q-оси. Этот параметр включен только, когда параметр Model detail level устанавливается на Detailed и Modulation type установлен в SVM. Значением по умолчанию является 1000.

Вводы и выводы

Torque

Ссылка крутящего момента, обычно обеспеченная контроллером скорости.

teta

Угол потока ротора.

I_abc

Три тока линии трехфазного PMSM. Этот вход отображается только, когда параметр Number of phases устанавливается на 3.

I_abcde

Пять токов линии пятифазового PMSM. Этот вход отображается только, когда параметр Number of phases устанавливается на 5.

Sig*

Вектор, содержащий сигналы измерения:

  • iabc* — Три ссылочных тока, доступные, когда параметр Number of phases устанавливается на 3.

  • iabcde*— Пять ссылочных токов, доступных, когда параметр Number of phases устанавливается на 5.

  • Pulses* — Два трехуровневых сигнала, когда трехфазный PMSM используется (четыре трехуровневых сигнала, когда пятифазовый PMSM используется). Трехуровневые сигналы,-1, 0, или 1, указывают, применяет ли инвертор среднего значения отрицание, нуль или положительное напряжение на шине DC (Vdc) к машине.

Этот выход отображается только, когда параметр Model detail level устанавливается на Average.

Gates

Импульсы для шести переключателей инвертора. Этот выход отображается только, когда параметр Model detail level устанавливается на Detailed.

Примеры

Блок Vector Controller (PMSM) используется в блоке AC6 библиотеки Electric Drives.

Ссылки

[1] Bose, B. K. Современная силовая электроника и диски AC, NJ: Prentice Hall, 2002.

Смотрите также

| | | | | | | | | | | | |

Темы

Введенный в R2015b

Документация Simscape Electrical

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте