Флюс-наблюдатель

Вычислить электрическое положение, магнитный поток и электрический момент ротора

Библиотека:
Блок управления двигателем/безсенсорные оценщики

Описание

Блок Flux Observer вычисляет электрическое положение, магнитный поток и электрический крутящий момент PMSM или асинхронного двигателя, используя значения напряжения и тока на единицу по α- и β-осям в стационарной системе координат αβ.

Уравнения

Эти уравнения описывают, как блок вычисляет электрическое положение, магнитный поток и электрический крутящий момент для PMSM.

$_{λ α} =^{} \int_{(} {Vα}_{} - IαR)_{dt} -_{} ($ Ls⋅Iα)

$_{λ β} =^{} \int_{(} {Vβ}_{} - IβR)_{dt} -_{} ($ Ls⋅Iβ)

$\sqrt{_{}^{}_{}^{ψ= ψα2+ψβ2}}$

$_{Te} \frac{=}{} {32P}_{} (_{}_{λ αIβ}_{-}$ λ βIα)

$_{starte} =^{tan} \frac{-_{}}{_{}}$ 1ü βαα

Эти уравнения описывают, как блок вычисляет электрическое положение ротора, магнитный поток ротора и электрический крутящий момент для асинхронного двигателя.

$_{λ α} \frac{=_{}}{_{}} LrLm^{(} {∫}_{} (_{Vα} - IαR)_{} {dt}_{} -$

$_{λ β} \frac{=_{}}{_{}} LrLm^{(} {∫}_{} (_{Vβ} - IβR)_{} {dt}_{} -$

$\frac{_{}^{}}{_{}_{σ=1−Lm2Lr⋅Ls}}$

$\sqrt{_{}^{}_{}^{ψ= ψα2+ψβ2}}$

$_{} \frac{}{} \frac{_{}}{_{}}_{}_{}_{}_{} Te=32\cdotP\cdotLmLr (ψαIβ-ψβIα$ )

$_{starte} =^{tan} \frac{-_{}}{_{}}$ 1ü βαα

где:

$_{Vα}$ и $_{Vβ}$ представляют собой напряжения α-оси и β-оси (вольты).
$_{Iα}$ и $_{Iβ}$ - ток α-оси и β-оси (Ампер).
$R$ - сопротивление статора двигателя (Ом).
$_{Ls}$ - индуктивность статора двигателя (Генри).
$_{Lr}$ - индуктивность ротора двигателя (Генри).
$_{Lm}$ - намагничивающая индуктивность двигателя (Генри).
$λ$ - суммарный коэффициент утечки асинхронного двигателя.
$P$ - количество пар полюсов двигателя.
$start$ - магнитный поток ротора (Вебер).
$_{в качестве}$ $_{}$ магнитных потоков ротора по α- и β-осям (Вебер).
$_{Te}$ - электрический момент ротора (Нм).
$_{starte}$ - электрическое положение ротора (радианы).

Порты

Вход

развернуть все

`V_α` - напряжение α-оси
скаляр

Компонент напряжения вдоль α-оси в стационарной αβ-системе отсчета.

Типы данных: single | double | fixed point

`V_β` - напряжение по оси β
скаляр

Компонент напряжения вдоль β-оси в стационарной αβ-системе отсчета.

Типы данных: single | double | fixed point

`I_α` - ток α-оси
скаляр

Ток вдоль α-оси в стационарной αβ-системе отсчёта.

Типы данных: single | double | fixed point

`I_β` - ток по β-оси
скаляр

Ток вдоль β-оси в стационарной αβ-системе отсчёта.

Типы данных: single | double | fixed point

`Rst` - Блок сброса
скаляр

Импульс (истинное значение), сбрасывающий алгоритм блока.

Типы данных: single | double | fixed point

Продукция

развернуть все

`θ_e` - Электрическое положение двигателя
скаляр

Электрическое положение ротора, рассчитанное блоком.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите для параметра Block output значение Position.

Типы данных: single | double | fixed point

`Ψ` - Поток ротора двигателя
скаляр

Магнитный поток ротора оценивается блоком.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите для параметра Block output значение Flux.

Типы данных: single | double | fixed point

`T_e` - Электрический момент двигателя
скаляр

Электрический крутящий момент ротора, оцененный блоком.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите для параметра Block output значение Torque.

Типы данных: single | double | fixed point

Параметры

развернуть все

Параметры двигателя

`Motor selection` - Тип двигателя
`PMSM` (по умолчанию) | `ACIM`

Выберите тип двигателя, поддерживаемый блоком.

`Input units` - Блок входов напряжения и тока
`SI unit` (по умолчанию) | `Per-unit`

Выберите единицу измерения входных значений напряжения и тока α и β-осей.

`Block output` - Выберите выходы, которые блок должен вычислить
`Position` (по умолчанию) | `Flux` | `Torque`

Выберите одну или несколько величин, которые блок должен вычислить и отобразить в выводе блока.

Примечание

Необходимо выбрать хотя бы одно значение. Если нажать кнопку «ОК» или «Применить» без выбора какого-либо значения, в блоке появится сообщение об ошибке.

`Pole pairs` - Количество пар полюсов, имеющихся в двигателе
`4` (по умолчанию) | скаляр

Количество пар полюсов, доступных в двигателе.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Block output значение Torque.

`Stator resistance (ohm)` - Сопротивление обмотки статора
`0.36` (по умолчанию) | скаляр

Сопротивление фазной обмотки статора двигателя в омах.

`Stator d-axis inductance (H)` - Индуктивность обмотки статора по оси d
`0.2e-3` (по умолчанию) | скаляр

Индуктивность обмотки статора двигателя по d-оси в Генрихе.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Выбор двигателя значение PMSM.

`Stator leakage inductance (H)` - Индуктивность утечки обмотки статора
`0.0068` (по умолчанию) | скаляр

Индуктивность утечки обмотки статора асинхронного двигателя в Генрихе.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Выбор двигателя значение ACIM.

`Rotor leakage inductance (H)` - Индуктивность утечки обмотки ротора
`0.0068` (по умолчанию) | скаляр

Индуктивность утечки обмотки ротора асинхронного двигателя в Генрихе.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Выбор двигателя значение ACIM.

`Magnetizing inductance (H)` - Индуктивность намагничивания асинхронного двигателя
`0.0300` (по умолчанию) | скаляр

Намагничивающая индуктивность асинхронного двигателя в Генри.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Выбор двигателя значение ACIM.

`Cutoff frequency (Hz)` - Частота отключения внутреннего фильтра верхних частот
`3.1863` (по умолчанию) | скаляр

Частота отсечки внутреннего фильтра верхних частот (фильтрующего шум) в Герце.

Блок Flux Observer использует внутренний фильтр верхних частот БИХ первого порядка. Частота отсечки (Гц) для этого фильтра должна быть меньше самой низкой частоты, соответствующей минимальной частоте вращения двигателя. Например, можно ввести значение, равное одной десятой самой низкой электрической частоты напряжений статора и токов. Однако можно настроить это значение, чтобы определить более точную частоту отсечения, которая генерирует требуемый выходной сигнал блока.

`Discrete step size (s)` - Время выборки, после которого блок снова выполняется
`50e-6` (по умолчанию) | скаляр

Фиксированный интервал времени в секундах между двумя последовательными экземплярами выполнения блока.

Типы данных

`Position unit` - Блок выдачи электрического положения
`Radians` (по умолчанию) | `Degrees` | `Per-unit`

Блок выдачи электрического положения.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Block output значение Position.

`Position datatype` - Тип данных выхода электрического положения
`single` (по умолчанию) | `double` | `fixed point`

Тип данных электрического выхода положения.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Block output значение Position.

`Flux unit` - Блок вывода магнитного потока
`Weber` (по умолчанию) | `Per-unit`

Единица измерения выхода магнитного потока.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Block output значение Flux.

`Flux datatype` - Тип данных выхода магнитного потока
`single` (по умолчанию) | `double` | `fixed point`

Тип данных выхода магнитного потока.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Block output значение Flux.

`Torque unit` - Блок выдачи электрического крутящего момента
`Nm` (по умолчанию) | `Per-unit`

Блок выдачи электрического крутящего момента.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Block output значение Torque.

`Torque datatype` - Тип данных выхода электрического крутящего момента
`single` (по умолчанию) | `double` | `fixed point`

Тип данных выходного электрического момента.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Block output значение Torque.

Примеры модели

Sensorless Field-Oriented Control of PMSM

Бесконсенсорный полевой контроль PMSM

Реализует метод полевого управления (ВОК) для управления скоростью трехфазного синхронного двигателя с постоянными магнитами (ПМСМ). Дополнительные сведения о ВОК см. в разделе Полевое управление (ВОК).

Sensorless Field-Oriented Control of Induction Motor

Бесконсенсорный полевой контроль асинхронного двигателя

Использует оценку положения без сенсора для реализации метода полевого управления (ВОК) для управления скоростью трехфазного асинхронного двигателя переменного тока (ACIM). Дополнительные сведения о ВОК см. в разделе Полевое управление (ВОК).

Ссылки

[1] О. Сандре-Эрнандес, Дж. Дж. Рейнджел-Магдалено и Р. Моралес-Капораль, «Симулинк-ЛПВП косимуляция прямого регулирования крутящего момента синхронной машины на основе PM FPGA», 2014 11-я Международная конференция по электротехнике, вычислительной науке и автоматическому управлению (Cce (doi: 10.1109/ICEEE.2014.6978298)

[2] Y. Inoue, S. Morimoto и M. Sanada, «Метод управления, подходящий для системы электропривода на основе прямого крутящего момента, удовлетворяющей ограничениям по напряжению и току», Международная конференция по силовой электронике 2010 - ECCE ASIA -, Саппоро, 2010, стр. 3000-3006. (doi: 10.1109/IPEC.2010.5543698)

Расширенные возможности

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

Преобразование с фиксированной точкой
Проектирование и моделирование систем с фиксированной точкой с помощью Designer™ с фиксированной точкой.

См. также

Трансформация Кларка | Обратное преобразование парков | Наблюдатель скользящего режима | Измерение скорости

Темы

Представлен в R2020a

Документация

Флюс-наблюдатель

Описание

Уравнения

Порты

Вход

Vα - напряжение α-оси скаляр

Vβ - напряжение по оси β скаляр

Iα - ток α-оси скаляр

Iβ - ток по β-оси скаляр

Rst - Блок сброса скаляр

Продукция

θe - Электрическое положение двигателя скаляр

Зависимости

Ψ - Поток ротора двигателя скаляр

Зависимости

Te - Электрический момент двигателя скаляр

Зависимости

Параметры

Параметры двигателя

Motor selection - Тип двигателя PMSM (по умолчанию) | ACIM

Input units - Блок входов напряжения и тока SI unit (по умолчанию) | Per-unit

Block output - Выберите выходы, которые блок должен вычислить Position (по умолчанию) | Flux | Torque

Pole pairs - Количество пар полюсов, имеющихся в двигателе 4 (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Stator resistance (ohm) - Сопротивление обмотки статора 0.36 (по умолчанию) | скаляр

Stator d-axis inductance (H) - Индуктивность обмотки статора по оси d 0.2e-3 (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Stator leakage inductance (H) - Индуктивность утечки обмотки статора 0.0068 (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Rotor leakage inductance (H) - Индуктивность утечки обмотки ротора 0.0068 (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Magnetizing inductance (H) - Индуктивность намагничивания асинхронного двигателя 0.0300 (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Cutoff frequency (Hz) - Частота отключения внутреннего фильтра верхних частот 3.1863 (по умолчанию) | скаляр

Discrete step size (s) - Время выборки, после которого блок снова выполняется 50e-6 (по умолчанию) | скаляр

Типы данных

Position unit - Блок выдачи электрического положения Radians (по умолчанию) | Degrees | Per-unit

Зависимости

Position datatype - Тип данных выхода электрического положения single (по умолчанию) | double | fixed point

Зависимости

Flux unit - Блок вывода магнитного потока Weber (по умолчанию) | Per-unit

Зависимости

Flux datatype - Тип данных выхода магнитного потока single (по умолчанию) | double | fixed point

Зависимости

Torque unit - Блок выдачи электрического крутящего момента Nm (по умолчанию) | Per-unit

Зависимости

Torque datatype - Тип данных выхода электрического крутящего момента single (по умолчанию) | double | fixed point

Зависимости

Примеры модели

Бесконсенсорный полевой контроль PMSM

Бесконсенсорный полевой контроль асинхронного двигателя

Ссылки

Расширенные возможности

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

Преобразование с фиксированной точкой Проектирование и моделирование систем с фиксированной точкой с помощью Designer™ с фиксированной точкой.

См. также

Темы

Документация по блокам управления двигателем

Поддержка

`V_α` - напряжение α-оси
скаляр

`V_β` - напряжение по оси β
скаляр

`I_α` - ток α-оси
скаляр

`I_β` - ток по β-оси
скаляр

`Rst` - Блок сброса
скаляр

`θ_e` - Электрическое положение двигателя
скаляр

`Ψ` - Поток ротора двигателя
скаляр

`T_e` - Электрический момент двигателя
скаляр

`Motor selection` - Тип двигателя
`PMSM` (по умолчанию) | `ACIM`

`Input units` - Блок входов напряжения и тока
`SI unit` (по умолчанию) | `Per-unit`

`Block output` - Выберите выходы, которые блок должен вычислить
`Position` (по умолчанию) | `Flux` | `Torque`

`Pole pairs` - Количество пар полюсов, имеющихся в двигателе
`4` (по умолчанию) | скаляр

`Stator resistance (ohm)` - Сопротивление обмотки статора
`0.36` (по умолчанию) | скаляр

`Stator d-axis inductance (H)` - Индуктивность обмотки статора по оси d
`0.2e-3` (по умолчанию) | скаляр

`Stator leakage inductance (H)` - Индуктивность утечки обмотки статора
`0.0068` (по умолчанию) | скаляр

`Rotor leakage inductance (H)` - Индуктивность утечки обмотки ротора
`0.0068` (по умолчанию) | скаляр

`Magnetizing inductance (H)` - Индуктивность намагничивания асинхронного двигателя
`0.0300` (по умолчанию) | скаляр

`Cutoff frequency (Hz)` - Частота отключения внутреннего фильтра верхних частот
`3.1863` (по умолчанию) | скаляр

`Discrete step size (s)` - Время выборки, после которого блок снова выполняется
`50e-6` (по умолчанию) | скаляр

`Position unit` - Блок выдачи электрического положения
`Radians` (по умолчанию) | `Degrees` | `Per-unit`

`Position datatype` - Тип данных выхода электрического положения
`single` (по умолчанию) | `double` | `fixed point`

`Flux unit` - Блок вывода магнитного потока
`Weber` (по умолчанию) | `Per-unit`

`Flux datatype` - Тип данных выхода магнитного потока
`single` (по умолчанию) | `double` | `fixed point`

`Torque unit` - Блок выдачи электрического крутящего момента
`Nm` (по умолчанию) | `Per-unit`

`Torque datatype` - Тип данных выхода электрического крутящего момента
`single` (по умолчанию) | `double` | `fixed point`

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

Преобразование с фиксированной точкой
Проектирование и моделирование систем с фиксированной точкой с помощью Designer™ с фиксированной точкой.