exponenta event banner

Контроллер мгновенных сообщений

Внутренний контроллер, ориентированный на крутящий момент, для асинхронного двигателя с дополнительным контроллером частоты вращения с внешним контуром

  • Библиотека:
  • Блоксеть силового агрегата/силовые/электрические моторные контроллеры

  • IM Controller block

Описание

Блок контроллера IM реализует внутренний ориентированный на крутящий момент полевой контроллер для асинхронного двигателя (IM) с дополнительным контроллером скорости внешнего контура. Управление крутящим моментом реализует стратегию управления потоком двигателя. Можно задать управление скоростью или крутящим моментом.

Контроллер IM реализует уравнения для управления скоростью, определения крутящего момента, регуляторов, преобразований и двигателей.

Рисунок иллюстрирует поток информации в блоке.

Блок реализует уравнения, использующие эти переменные.

ω

Частота вращения ротора

ω*

Команда частоты вращения ротора

Т *

Команда крутящего момента

я бы

я бы

Ток по оси d

команда тока d-axis

IQ

i * q

Ток по оси q

команда тока по оси q

vd,

v * d

Напряжение по оси d

команда напряжения по оси d

vq

v * q

Напряжение по оси q

команда напряжения по оси q

va, vb, vc

Напряжения фаз a, b, c статора

ia, ib, ic

Токи фаз a, b, c статора

Контроллер скорости

Для реализации контроллера скорости выберите параметр Control Type Speed Control. При выборе параметра «Тип элемента управления» Torque Controlблок не реализует контроллер скорости.

Контроллер скорости определяет команду крутящего момента, реализуя фильтр состояния и вычисляя команды обратной связи и обратной связи. Если контроллер скорости не реализован, введите команду крутящего момента в блок контроллера IM.

Фильтр состояния

Фильтр состояния является фильтром нижних частот, который генерирует команду ускорения на основе команды скорости. На вкладке Контроллер скорости:

  • Чтобы уменьшить время задержки команды speed-command, укажите значение Bandwidth параметра state filter.

  • Чтобы вычислить постоянную времени регулирования скорости, коэффициент усиления Ksf на основе полосы пропускания фильтра состояния, выберите «Вычислить коэффициенты усиления регулятора скорости».

Дискретная форма характеристического уравнения задаётся:

z + КсфЦм − 1

Фильтр вычисляет коэффициент усиления, используя это уравнение.

Ksf = 1 − exp (Tsm2āEVsf) Цм

Уравнение использует эти переменные.

EVsf

Полоса пропускания фильтра команд скорости

Tsm

Время выборки контроллера движения

Ksf

Постоянная времени регулятора скорости

Обратная связь с государством

Для формирования крутящего момента обратной связи состояния блок использует отфильтрованный сигнал ошибки скорости от фильтра состояния. Расчет крутящего момента обратной связи также требует усиления регулятора скорости.

На вкладке Регулятор скорости (Speed Controller) выберите Рассчитать коэффициенты усиления регулятора скорости (Calculate Speed Regulator Gains) для вычисления:

  • Пропорциональный коэффициент усиления, ba

  • Угловой коэффициент усиления, Кса

  • Коэффициент усиления вращения, Киса

Для расчета коэффициента усиления блок использует инерцию от значения параметра Физическая инерция (Physical inertia), значение параметра вязкого демпфирования, статического трения на вкладке Параметр двигателя (Motor Parameter).

Коэффициенты усиления для обратной связи состояния вычисляются с использованием этих уравнений.

ВычислениеУравнения
Дискретные формы характеристического уравнения

z3 + (3Jp +  Tsba + Ts2Ksa + Ts3Kisa)  Jpz2 + ( 3Jp 2Tsba Ts2Ksa) Jpz + − Jp + TsbaJp

(z p1) (z p2) (z p3) = z3 + (p1 + p2 + p3) z2 + (p1p2 + p2p3 + p13) z2 − p1p2p3

Пропорциональный коэффициент усиления регулятора скорости

ba = Jp Jpp1p2p3Tsm

Интегральный коэффициент усиления регулятора скорости

Ksa = Jp (p1p2 + p2p3 + p3p1) 3Jp + 2baTsmTsm2

Двойной интегральный коэффициент усиления регулятора скорости

Киса = Jp (p1 + p2 + p3) + 3Jp baTsm − KsaTsm2Tsm3

Уравнения используют эти переменные.

P

Пары полюсов двигателя

ba

Пропорциональный коэффициент усиления регулятора скорости

Ksa

Интегральный коэффициент усиления регулятора скорости

Kisa

Двойной интегральный коэффициент усиления регулятора скорости

Мировой судья

Инерция двигателя

Tsm

Время выборки контроллера движения

Команда Feedforward

Для формирования крутящего момента в направлении состояния блок использует отфильтрованную скорость и ускорение из фильтра состояния. Кроме того, при расчете крутящего момента в прямом направлении используются инерция, вязкое демпфирование и статическое трение. Для достижения ошибки отслеживания нуля команда крутящего момента представляет собой сумму команд передачи и обратной связи крутящего момента.

При выборе пункта Рассчитать коэффициенты усиления регулятора скорости (Calculate Speed Regulator Gains) на вкладке Регулятор скорости (Speed Controller) обновляются значения инерции, вязкого демпфирования и статического трения с помощью параметров физической инерции, вязкого демпфирования и статического трения на вкладке Параметр двигателя (Motor Parameter).

Команда передачи крутящего момента использует это уравнение.

Tcmd_ff= Jpω˙m+Fvωm+Fs objectm 'startm |

Уравнение использует эти переменные.

Мировой судья

Инерция двигателя

Tcmd_ff

Передача команды на крутящий момент

Фс

Постоянная крутящий момент статического трения

Fv

Постоянный крутящий момент при вязком трении

Фс

Постоянная крутящий момент статического трения

ωm

Механическая частота вращения ротора

Определение крутящего момента

Блок использует квадратурный ток для определения базовой скорости и команд тока. Номинальные значения двигателя определяют номинальную электрическую частоту вращения.

ВычислениеУравнения
Текущие команды

iqref=Tcmdisq_0⋅P⋅ (L2mLr)

If |ωe|ωrated
		idref= isd_0	
Else
		idref= isd_0|ωe|
End
Индуктивность Lr = Llr + LmLs = Lls + Lm

Уравнения используют эти переменные.

idref

опорный ток по оси d

iqref

опорный ток по оси q

isd_0

номинальный ток по оси d

isq_0

номинальный ток по оси q

ωe

Электрическая частота вращения ротора

ωrated

Номинальная электрическая частота вращения

Llr

Индуктивность утечки ротора

Lr

Индуктивность обмотки ротора

Lls

Индуктивность утечки статора

Ls

Индуктивность обмотки статора

Lm

Индуктивность намагничивания двигателя

P

Пары полюсов двигателя

Tcmd

Командируемый максимальный крутящий момент двигателя

Регуляторы тока

Блок регулирует ток с помощью функции защиты от навивки. Классические регуляторы тока пропорционального интегратора (PI) не учитывают связь d-оси и q-оси или связь обратной электромагнитной силы (EMF). В результате ухудшаются переходные рабочие характеристики. Для учета связи блок реализует комплексный векторный регулятор тока (CVCR) в скалярном формате опорной рамы ротора. CVCR разъединяет:

  • Перекрестная связь тока по оси d и оси q

  • Поперечная муфта обратной ЭДС

Текущая частотная характеристика представляет собой систему первого порядка с полосой пропускания EVтока.

Блок реализует эти уравнения.

ВычислениеУравнения
Напряжение двигателя, в системе отсчета статораλ = 1 L2mLsLrvsd = Rsisd + startLsdisddt + LmLrdλ rddt PstartmstartLsisqvsq = Rsisq +
Текущая прибыль регулятораstartb = 2āEVcurrentKp = startLdobjectbKi = Rsü b
Передаточные функцииididref = ωbs +ωbiqiqref = ωbs +ωb

Уравнения используют эти переменные.

EVcurrent

Текущая полоса пропускания регулятора

я бы

Ток по оси d

IQ

Ток по оси q

isq

Ток по оси q статора

isd

Ток по оси d статора

vsd

Напряжение по оси d статора

vsq

Напряжение по оси q статора

Kp

Усиление по оси d регулятора тока

Ки

Текущий коэффициент усиления интегратора регулятора

Ls

Индуктивность обмотки статора

Lm

Индуктивность намагничивания двигателя

Lr

Индуктивность обмотки ротора

RS

Сопротивление фазной обмотки статора

λrd

Магнитный поток по оси d ротора

σ

Коэффициент утечки

p

Пары полюсов двигателя

Преобразовывает

Для вычисления напряжений и токов в сбалансированных трехфазных (a, b) величинах, квадратурных двухфазных (α, β) величинах и вращающихся (d, q) опорных кадрах блок использует преобразования Кларка и Парка.

В уравнениях преобразования.

starte =  Pstartmdstartedt = starte

ПреобразоватьОписаниеУравнения

Кларк

Преобразует сбалансированные трехфазные величины (a, b) в сбалансированные двухфазные квадратурные величины (α, β).

 = 23xa  13xb  13xxxβ =  32xb 32xc

Парк

Преобразует сбалансированные двухфазные ортогональные стационарные величины (α, β) в ортогональный вращающийся опорный кадр (d, q).

xd  = xαcosstarte +  xβsinü exq =  xαsinstarte + xβcosstarte

Обратный Кларк

Преобразует сбалансированные двухфазные квадратурные величины (α, β) в сбалансированные трехфазные величины (a, b).

xa  = xaxb =  12xα +  32xβxc =  12xα − 32xβ

Обратный парк

Преобразует ортогональный вращающийся опорный кадр (d, q) в сбалансированные двухфазные ортогональные стационарные величины (α, β).

 = xdcosstarte  xqsinstartexβ =  xdsinstarte + xqcosstarte

Преобразования используют эти переменные.

ωm

Механическая частота вращения ротора

P

Пары полюсов двигателя

ωe

Электрическая частота вращения ротора

Θe

Электрический угол ротора

x

Фазный ток или напряжение

Двигатель

Блок использует фазные токи и фазные напряжения для оценки тока шины постоянного тока. Положительный ток указывает на разряд батареи. Отрицательный ток указывает на заряд батареи. Блок использует эти уравнения.

Мощность нагрузки

LdPwr =  va  ia + vb  ib  + vc ic

Питание источника

SrcPwr  = LdPwr + PwrLoss

Ток шины постоянного тока

ibus  = SrcPwrvbus

Расчетный крутящий момент ротора

MtrTrqest = Pλ rdisqLmLr

Потеря мощности для одного источника КПД на нагрузку

PwrLoss=100−EffEff⋅LdPwr

Потеря мощности для одной нагрузки КПД на источник

PwrLoss=100−Eff100⋅|LdPwr|

Потеря мощности для табличной эффективности

PwrLoss  = f (startm, MtrTrqest)

Уравнения используют эти переменные.

va, vb, vc

Напряжения фаз a, b, c статора

vbus

Расчетное напряжение шины постоянного тока

ia, ib, ic

Токи фаз a, b, c статора

ibus

Расчетный ток шины постоянного тока

Эффективность

Общая эффективность инвертора

ωm

Механическая частота вращения ротора

Lr

Индуктивность обмотки ротора

Lm

Индуктивность намагничивания двигателя

λrd

Магнитный поток по оси d ротора

isq

Ток по оси q

P

Пары полюсов двигателя

Электрические потери

Чтобы задать электрические потери, на вкладке Электрические потери (Electrical Losts) в поле Параметризовать потери (Parameterize losts by) выберите одну из этих опций.

НастройкаБлокирование реализации
Single efficiency measurement

Электрические потери, рассчитанные с использованием постоянного значения эффективности инвертора.

Tabulated loss data

Электрические потери, рассчитанные как функция скоростей двигателя и крутящих моментов нагрузки.

Tabulated efficiency data

Электрические потери, рассчитанные с использованием эффективности инвертора, которая является функцией скоростей двигателя и крутящих моментов нагрузки.

  • Преобразует предоставленные значения эффективности в потери и использует табличные потери для моделирования.

  • Игнорирует значения КПД для нулевой скорости или нулевого крутящего момента. Потери принимаются равными нулю, когда крутящий момент или скорость равны нулю.

  • Использует линейную интерполяцию для определения потерь. Предоставьте табличные данные для низких скоростей и низких крутящих моментов, при необходимости, чтобы получить требуемый уровень точности для условий пониженной мощности.

  • Не экстраполирует значения потерь для значений скорости и крутящего момента, которые превышают диапазон таблицы.

Для получения рекомендаций используйте Tabulated loss data вместо Tabulated efficiency data:

  • Эффективность становится плохо определенной для нулевой скорости или нулевого крутящего момента.

  • Вы можете учесть фиксированные потери, которые все еще присутствуют для нулевой скорости или крутящего момента.

Порты

Вход

развернуть все

Механическая частота вращения ротора, λ * м, в рад/с.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, выберите Speed Control для параметра «Тип элемента управления».

Команда крутящего момента T *, в Н· м.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, выберите Torque Control для параметра «Тип элемента управления».

Напряжение шины постоянного тока vbus, в В.

Фаза тока статора a, ia, в А.

Фаза тока статора b, ib, в А.

Механическая частота вращения ротора, λ м, в рад/с.

Продукция

развернуть все

Сигнал шины, содержащий эти блочные вычисления.

СигналОписаниеЕдиницы

SrcPwr

Питание источника

W

LdPwr

Мощность нагрузки

W

PwrLoss

Потеря питания

W

MtrTrqEst

Расчетный крутящий момент двигателя

Н· м

Расчетный ток шины постоянного тока, ibus, в А.

Напряжение на клеммах статора, Va, Vb и Vc, в В.

Параметры

развернуть все

Параметры блока

При выборе Torque Controlблок не реализует контроллер скорости.

В этой таблице представлены конфигурации портов.

Конфигурация портаСоздание портов
Speed Control

SpdReq

Torque Control

TrqCmd

Двигатель

Сопротивление обмотки фазы статора, Rs, в Ом.

Зависимости

Эта таблица суммирует зависимости параметров.

ПараметрИспользуется для получения
ПараметрСчет

Сопротивление статора, Rs

Номинальный ток по оси D, Isd_0

Номинальный ток по оси Q, Isq_0

Крутящий момент при номинальном токе, Тем

Расчет идентификатора и Iq

Интегральный коэффициент усиления по осям D и Q, Ki

Текущий контроллер

Индуктивность утечки статора, Lls, в Н.

Зависимости

Эта таблица суммирует зависимости параметров.

ПараметрИспользуется для получения
ПараметрСчет

Индуктивность утечки статора, Lls

Номинальный ток по оси D, Isd_0

Номинальный ток по оси Q, Isq_0

Крутящий момент при номинальном токе, Тем

Расчет идентификатора и Iq

Пропорциональный коэффициент усиления по осям D и Q, Kp

Интегральный коэффициент усиления по осям D и Q, Ki

Текущий контроллер

Сопротивление ротора, Rr, Ом.

Зависимости

Эта таблица суммирует зависимости параметров.

ПараметрИспользуется для получения
ПараметрСчет

Сопротивление ротора, Rr

Номинальный ток по оси D, Isd_0

Номинальный ток по оси Q, Isq_0

Крутящий момент при номинальном токе, Тем

Расчет идентификатора и Iq

Индуктивность утечки ротора, Llr, в Н.

Зависимости

Эта таблица суммирует зависимости параметров.

ПараметрИспользуется для получения
ПараметрСчет

Индуктивность утечки ротора, Llr

Номинальный ток по оси D, Isd_0

Номинальный ток по оси Q, Isq_0

Крутящий момент при номинальном токе, Тем

Расчет идентификатора и Iq

Пропорциональный коэффициент усиления по осям D и Q, Kp

Текущий контроллер

Индуктивность намагничивания ротора, Lm, в Н.

Зависимости

Эта таблица суммирует зависимости параметров.

ПараметрИспользуется для получения
ПараметрСчет

Индуктивность утечки ротора, Llr

Номинальный ток по оси D, Isd_0

Номинальный ток по оси Q, Isq_0

Крутящий момент при номинальном токе, Тем

Расчет идентификатора и Iq

Пропорциональный коэффициент усиления по осям D и Q, Kp

Текущий контроллер

Пары полюсов двигателей, П.

Зависимости

Эта таблица суммирует зависимости параметров.

ПараметрИспользуется для получения
ПараметрСчет

Индуктивность утечки ротора, Llr

Крутящий момент при номинальном токе, Тем

Расчет идентификатора и Iq

Механические свойства двигателя:

  • Инерция двигателя, Fv, в кгм ^ 2

  • Крутящий момент вязкого трения, Fv, в Н· м/( рад/с)

  • Постоянная крутящего момента статического трения, Fs, в Н· м

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Control Type значение Speed Control.

Для расчета коэффициента усиления блок использует инерцию от значения параметра Физическая инерция (Physical inertia), Вязкое демпфирование (Bycous damping), статическое значение параметра трения, которое находится на вкладке Параметры двигателя (Motor Parameters).

ПараметрИспользуется для получения
ПараметрСчет

Физическая инерция, вязкое демпфирование, статическое трение, механическое

Пропорциональный коэффициент усиления, ba

Угловой коэффициент усиления, Кса

Коэффициент усиления вращения, Киса

Компенсация инерции, Jcomp

Компенсация вязкого демпфирования, Fv

Статическое трение, Fs

Контроллер скорости
Расчет идентификатора и Iq

Номинальная электрическая частота двигателя, Frate, в Гц.

Зависимости

Эта таблица суммирует зависимости параметров.

ПараметрИспользуется для получения
ПараметрСчет

Номинальная синхронная скорость, Frate

Номинальный ток по оси D, Isd_0

Номинальный ток по оси Q, Isq_0

Крутящий момент при номинальном токе, Тем

Расчет идентификатора и Iq

Номинальное напряжение между двигателями, Vrate, в В.

Зависимости

Эта таблица суммирует зависимости параметров.

ПараметрИспользуется для получения
ПараметрСчет

Номинальная синхронная скорость, Frate

Номинальный ток по оси D, Isd_0

Номинальный ток по оси Q, Isq_0

Крутящий момент при номинальном токе, Тем

Расчет идентификатора и Iq

Номинальная скорость скольжения двигателя, Srate, безразмерная.

Зависимости

Эта таблица суммирует зависимости параметров.

ПараметрИспользуется для получения
ПараметрСчет

Номинальный шликер, Srate

Номинальный ток по оси D, Isd_0

Номинальный ток по оси Q, Isq_0

Крутящий момент при номинальном токе, Тем

Расчет идентификатора и Iq

Щелкните для получения параметров.

Зависимости

На вкладке Расчет ID и Iq (Id and Iq Calculation) при выборе опции Рассчитать номинальный ток потока статора (Calculate Rated Stator Flux Current) блок вычисляет производные параметры. В таблице представлены производные параметры, зависящие от других параметров блока.

Производный параметр на вкладке «Id and Iq Calculation»Зависимость
ПараметрСчет

Номинальный ток по оси D, Isd_0

Номинальный ток по оси Q, Isq_0

Крутящий момент при номинальном токе, Тем

Номинальная синхронная скорость, Frate

Номинальное напряжение от линии к линии RMS, Vrate

Номинальный шликер, Srate

Расчет идентификатора и Iq

Сопротивление статора, Rs

Индуктивность утечки статора, Lls

Сопротивление ротора, Rr

Индуктивность утечки ротора, Llr

Индуктивность намагничивания ротора, Lm

Параметры двигателя

Производный номинальный ток d-оси, в А.

Зависимости

На вкладке Расчет ID и Iq (Id and Iq Calculation) при выборе опции Рассчитать номинальный ток потока статора (Calculate Rated Stator Flux Current) блок вычисляет производные параметры. В таблице представлены производные параметры, зависящие от других параметров блока.

Производный параметр на вкладке «Id and Iq Calculation»Зависимость
ПараметрСчет

Номинальный ток по оси D, Isd_0

Номинальный ток по оси Q, Isq_0

Крутящий момент при номинальном токе, Тем

Номинальная синхронная скорость, Frate

Номинальное напряжение от линии к линии RMS, Vrate

Номинальный шликер, Srate

Расчет идентификатора и Iq

Сопротивление статора, Rs

Индуктивность утечки статора, Lls

Сопротивление ротора, Rr

Индуктивность утечки ротора, Llr

Индуктивность намагничивания ротора, Lm

Параметры двигателя

Производный номинальный ток по оси q, в А.

Зависимости

На вкладке Расчет ID и Iq (Id and Iq Calculation) при выборе опции Рассчитать номинальный ток потока статора (Calculate Rated Stator Flux Current) блок вычисляет производные параметры. В таблице представлены производные параметры, зависящие от других параметров блока.

Производный параметр на вкладке «Id and Iq Calculation»Зависимость
ПараметрСчет

Номинальный ток по оси D, Isd_0

Номинальный ток по оси Q, Isq_0

Крутящий момент при номинальном токе, Тем

Номинальная синхронная скорость, Frate

Номинальное напряжение от линии к линии RMS, Vrate

Номинальный шликер, Srate

Расчет идентификатора и Iq

Сопротивление статора, Rs

Индуктивность утечки статора, Lls

Сопротивление ротора, Rr

Индуктивность утечки ротора, Llr

Индуктивность намагничивания ротора, Lm

Параметры двигателя

Крутящий момент при номинальном токе, в Н· м.

Зависимости

На вкладке Расчет ID и Iq (Id and Iq Calculation) при выборе опции Рассчитать номинальный ток потока статора (Calculate Rated Stator Flux Current) блок вычисляет производные параметры. В таблице представлены производные параметры, зависящие от других параметров блока.

Производный параметр на вкладке «Id and Iq Calculation»Зависимость
ПараметрСчет

Номинальный ток по оси D, Isd_0

Номинальный ток по оси Q, Isq_0

Крутящий момент при номинальном токе, Тем

Номинальная синхронная скорость, Frate

Номинальное напряжение от линии к линии RMS, Vrate

Номинальный шликер, Srate

Расчет идентификатора и Iq

Сопротивление статора, Rs

Индуктивность утечки статора, Lls

Сопротивление ротора, Rr

Индуктивность утечки ротора, Llr

Индуктивность намагничивания ротора, Lm

Параметры двигателя

Текущий контроллер

Полоса пропускания регулятора тока, в Гц.

Зависимости

Эта таблица суммирует зависимости параметров.

ПараметрИспользуется для получения
ПараметрСчет

Полоса пропускания текущего регулятора, EV_current

Интегральный коэффициент усиления по осям D и Q, Ki

Пропорциональный коэффициент усиления по осям D и Q, Kp

Текущий контроллер

Время отбора проб для контроля крутящего момента, в с.

Зависимости

Эта таблица суммирует зависимости параметров.

ПараметрИспользуется для получения
ПараметрСчет

Время отбора проб для контроля крутящего момента, Tst

Постоянная времени регулирования скорости, Ksf

Контроллер скорости

Щелкните для получения параметров.

Зависимости

На вкладке Регулятор тока (Current Controller) при выборе опции Рассчитать коэффициенты усиления регулятора тока (Calculate Current Regulator Gains) блок вычисляет производные параметры. В таблице представлены производные параметры, зависящие от других параметров блока.

Производный параметр на вкладке «Текущий контроллер»Зависимость
ПараметрСчет

Пропорциональный коэффициент усиления по осям D и Q, Kp

Интегральный коэффициент усиления по осям D и Q, Ki

Полоса пропускания текущего регулятора, EV_current

Текущий контроллер

Сопротивление статора, Rs

Индуктивность утечки статора, Lls

Сопротивление ротора, Rr

Индуктивность утечки ротора, Llr

Индуктивность намагничивания ротора, Lm

Параметры двигателя

Полученное пропорциональное усиление, в V/A.

Зависимости

На вкладке Регулятор тока (Current Controller) при выборе опции Рассчитать коэффициенты усиления регулятора тока (Calculate Current Regulator Gains) блок вычисляет производные параметры. В таблице представлены производные параметры, зависящие от других параметров блока.

Производный параметр на вкладке «Текущий контроллер»Зависимость
ПараметрСчет

Пропорциональный коэффициент усиления по осям D и Q, Kp

Интегральный коэффициент усиления по осям D и Q, Ki

Полоса пропускания текущего регулятора, EV_current

Текущий контроллер

Сопротивление статора, Rs

Индуктивность утечки статора, Lls

Сопротивление ротора, Rr

Индуктивность утечки ротора, Llr

Индуктивность намагничивания ротора, Lm

Параметры двигателя

Полученное интегральное усиление, в V/A * s.

Зависимости

На вкладке Регулятор тока (Current Controller) при выборе опции Рассчитать коэффициенты усиления регулятора тока (Calculate Current Regulator Gains) блок вычисляет производные параметры. В таблице представлены производные параметры, зависящие от других параметров блока.

Производный параметр на вкладке «Текущий контроллер»Зависимость
ПараметрСчет

Пропорциональный коэффициент усиления по осям D и Q, Kp

Интегральный коэффициент усиления по осям D и Q, Ki

Полоса пропускания текущего регулятора, EV_current

Текущий контроллер

Сопротивление статора, Rs

Индуктивность утечки статора, Lls

Сопротивление ротора, Rr

Индуктивность утечки ротора, Llr

Индуктивность намагничивания ротора, Lm

Параметры двигателя

Контроллер скорости

Полоса пропускания контроллера движения, в Гц. Задайте для первого элемента вектора требуемую частоту отсечения. Установите второй и третий элементы вектора на частоты отсечения более высокого порядка. Значение следующего элемента можно задать равным 1/5 значение предыдущего элемента. Например, если желаемая частота отсечки равна 20 Гц, указать [20 4 0.8].

Зависимости

Параметр активируется, если для параметра Control Type установлено значение Speed Control.

ПараметрИспользуется для получения
ПараметрСчет

Полоса пропускания контроллера движения, EV_motion

Пропорциональный коэффициент усиления, ba

Угловой коэффициент усиления, Кса

Коэффициент усиления вращения, Киса

Контроллер скорости

Полоса пропускания фильтра состояния, в Гц.

Зависимости

Параметр активируется, если для параметра Control Type установлено значение Speed Control.

ПараметрИспользуется для получения
ПараметрСчет

Полоса пропускания фильтра состояния, EV_sf

Постоянная времени регулирования скорости, Ksf

Контроллер скорости

Щелкните для получения параметров.

Зависимости

На вкладке Регулятор скорости (Speed Controller) при выборе параметра Вычислить коэффициенты усиления регулятора скорости (Calculate Speed Regulator Gains) блок вычисляет производные параметры. В таблице представлены производные параметры, зависящие от других параметров блока.

Производный параметр на вкладке «Контроллер скорости»Зависит от
ПараметрСчет

Пропорциональный коэффициент усиления, ba

ba = Jp Jpp1p2p3Tsm

Полоса пропускания контроллера движения, EV_motion

Полоса пропускания фильтра состояния, EV_sf

Контроллер скорости

Угловой коэффициент усиления, Кса

Ksa = Jp (p1p2 + p2p3 + p3p1) 3Jp + 2baTsmTsm2

Время отбора проб для контроля крутящего момента, Tst

Текущий контроллер

Коэффициент усиления вращения, Киса

Киса = Jp (p1 + p2 + p3) + 3Jp baTsm − KsaTsm2Tsm3Физическая инерция, вязкое демпфирование, статическое трение, механическое

Параметры двигателя

Постоянная времени регулирования скорости, Ksf

Ksf = 1 − exp (Tsm2āEVsf) Цм

Компенсация инерции, Jcomp

Jcomp = JpФизическая инерция, вязкое демпфирование, статическое трение, механическое

Параметры двигателя

Компенсация вязкого демпфирования, Fv

Fv

Статическое трение, Fs

Фс

Уравнения используют эти переменные.

P

Пары полюсов двигателя

ba

Пропорциональный коэффициент усиления регулятора скорости

Ksa

Интегральный коэффициент усиления регулятора скорости

Kisa

Двойной интегральный коэффициент усиления регулятора скорости

Ksf

Постоянная времени регулятора скорости

Мировой судья

Инерция двигателя

EVsf

Полоса пропускания фильтра состояния

EVmotion

Полоса пропускания контроллера движения

Производное пропорциональное усиление, в Н· м/( рад/с).

Зависимости

Эта таблица суммирует зависимости параметров.

ПараметрЗависимость
ПараметрСчет

Пропорциональный коэффициент усиления, ba

Физическая инерция, вязкое демпфирование, статическое трение, механическое

Параметры двигателя

Полоса пропускания контроллера движения, EV_motion

Контроллер скорости

Производный угловой коэффициент усиления, в Н· м/рад.

Зависимости

Эта таблица суммирует зависимости параметров.

ПараметрЗависимость
ПараметрСчет

Угловой коэффициент усиления, Кса

Физическая инерция, вязкое демпфирование, статическое трение, механическое

Параметры двигателя

Полоса пропускания контроллера движения, EV_motion

Контроллер скорости

Производный коэффициент усиления при вращении, в Н· м/( рад * с).

Зависимости

Эта таблица суммирует зависимости параметров.

ПараметрЗависимость
ПараметрСчет

Коэффициент усиления вращения, Киса

Физическая инерция, вязкое демпфирование, статическое трение, механическое

Параметры двигателя

Полоса пропускания контроллера движения, EV_motion

Контроллер скорости

Производная постоянная времени регулирования скорости, в 1/с.

Зависимости

Эта таблица суммирует зависимости параметров.

ПараметрЗависимость
ПараметрСчет

Постоянная времени регулирования скорости, Ksf

Время отбора проб для контроля крутящего момента, Tst

Текущий контроллер

Полоса пропускания фильтра состояния, EV_sf

Контроллер скорости

Производная компенсация инерции, в кг· м ^ 2.

Зависимости

Эта таблица суммирует зависимости параметров.

ПараметрЗависимость
ПараметрСчет

Компенсация инерции, Jcomp

Физическая инерция, вязкое демпфирование, статическое трение, механическое

Параметры двигателя

Зависимости

Эта таблица суммирует зависимости параметров.

ПараметрЗависимость
ПараметрСчет

Компенсация вязкого демпфирования, Fv

Физическая инерция, вязкое демпфирование, статическое трение, механическое

Параметры двигателя

Производное статическое трение, в Н· м/( рад/с).

Зависимости

Эта таблица суммирует зависимости параметров.

ПараметрЗависимость
ПараметрСчет

Статическое трение, Fs

Физическая инерция, вязкое демпфирование, статическое трение, механическое

Параметры двигателя
Электрические потери

НастройкаБлокирование реализации
Single efficiency measurement

Электрические потери, рассчитанные с использованием постоянного значения эффективности инвертора.

Tabulated loss data

Электрические потери, рассчитанные как функция скоростей двигателя и крутящих моментов нагрузки.

Tabulated efficiency data

Электрические потери, рассчитанные с использованием эффективности инвертора, которая является функцией скоростей двигателя и крутящих моментов нагрузки.

  • Преобразует предоставленные значения эффективности в потери и использует табличные потери для моделирования.

  • Игнорирует значения КПД для нулевой скорости или нулевого крутящего момента. Потери принимаются равными нулю, когда крутящий момент или скорость равны нулю.

  • Использует линейную интерполяцию для определения потерь. Предоставьте табличные данные для низких скоростей и низких крутящих моментов, при необходимости, чтобы получить требуемый уровень точности для условий пониженной мощности.

  • Не экстраполирует значения потерь для значений скорости и крутящего момента, которые превышают диапазон таблицы.

Для получения рекомендаций используйте Tabulated loss data вместо Tabulated efficiency data:

  • Эффективность становится плохо определенной для нулевой скорости или нулевого крутящего момента.

  • Вы можете учесть фиксированные потери, которые все еще присутствуют для нулевой скорости или крутящего момента.

Общая эффективность инвертора, Eff, в%.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Параметризовать потери по выберите Tabulated loss data.

Точки останова скорости для таблицы подстановки при вычислении потерь в рад/с.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Параметризовать потери по выберите Tabulated loss data.

Точки останова крутящего момента для таблицы поиска при расчете потерь, в Н· м.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Параметризовать потери по выберите Tabulated loss data.

Массив значений электрических потерь как функция M скорости и N крутящие моменты, в W. Каждое значение определяет потери для конкретной комбинации частоты вращения и крутящего момента. Размер матрицы должен соответствовать размерам, определенным векторами скорости и крутящего момента.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Параметризовать потери по выберите Tabulated loss data.

Точки останова скорости для таблицы подстановки при расчете эффективности, в рад/с.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Параметризовать потери по выберите Tabulated efficiency data.

Точки останова крутящего момента для таблицы поиска при расчете эффективности, в Н· м.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Параметризовать потери по выберите Tabulated efficiency data.

Массив эффективности как функция M скорости и N крутящий момент, в%. Каждое значение определяет эффективность для конкретной комбинации скорости и крутящего момента. Размер матрицы должен соответствовать размерам, определенным векторами скорости и крутящего момента.

Блок игнорирует значения КПД для нулевой скорости или нулевого крутящего момента. Потери равны нулю, когда крутящий момент или скорость равны нулю. Блок использует линейную интерполяцию.

Чтобы получить требуемый уровень точности для условий пониженной мощности, можно предоставить табличные данные для низких скоростей и низких крутящих моментов.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Параметризовать потери по выберите Tabulated efficiency data.

Ссылки

[1] Лоренц, Роберт Д., Томас Липо и Дональд У. Новотны. «Управление движением с помощью асинхронных двигателей». Материалы IEEE ®, том 82, выпуск 8, август 1994 года, стр. 1215-1240.

[2] Сигэо Моримото, Масаюка Санада, Ёдзи Такэда. «Широкополосная работа внутренних синхронных двигателей постоянного магнита с высокопроизводительным регулятором тока». IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 30, Issue 4, July/August 1994, pp. 920-926.

[3] Муян Ли. «Управление ослаблением потока для синхронных двигателей с постоянным магнитом на основе инверторов источника Z». Магистерская диссертация, Университет Маркетт, электронная публикация @ Marquette, осень 2014 года.

[4] Бриз, Фернандо, Майкл У. Дегнер и Роберт Д. Лоренц. «Анализ и проектирование регуляторов тока с использованием сложных векторов». IEEE Transactions on Industry Applications, том 36, выпуск 3, май/июнь 2000 года, стр. 817-825.

[5] Briz, Фернандо, и др. «Регулирование тока и потока в режиме ослабления поля [асинхронных двигателей]» IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 37, Issue 1, Jan/Feb 2001, pp. 42-50.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

.
Представлен в R2017a