Структура DTC индукционной машины с SVM
Simscape / Электрический / Контроль / Машинный Контроль за Индукцией
Индукционная машина прямого регулирования крутящего момента с модулятором космического вектора реализует индукционную машину прямого регулирования крутящего момента (DTC) с модулятором космического вектора (SVM). Этот блок используется для генерации импульсов затвора для инвертора, управляющего индукционной машиной. На этой схеме показана архитектура блока.
На схеме:
Задаются эталонный крутящий момент, T *, и флюс, start*.
Модуль оценки потока и крутящего момента оценивает действительный крутящий момент, T, и флюс по измеренным фазовым токам, iabc и напряжениям vabc.
Два контроллера PI определяют опорные напряжения d и q, vd и vq, исходя из погрешностей потока и крутящего момента соответственно.
SVM генерирует импульсы Gij затворов, необходимые для управления инвертором, приводящим в действие индукционную машину. Нижний индекс i соответствует фазе (a, b или c). Нижний индекс j соответствует сигналу higH или low L.
Для оценки крутящего момента и потока блок дискретизирует уравнения напряжения машины в опорном кадре стационарного ɑβ с использованием обратного метода Эйлера. Уравнения дискретного времени для потоков статора в ɑβ кадре:
Цз − 1
Цз − 1
Где:
vɑ и vβ - напряжения по осям ɑ и β соответственно.
iɑ и iβ - токи по осям ɑ и β соответственно.
Ψɑ и Λ β - потоки статоров по осям ɑ и β соответственно.
Rs - сопротивление статора.
Блок вычисляет крутящий момент и суммарный поток статора следующим образом:
λ βiα)
Где:
p - число пар полюсов.
Λ s - суммарный поток статора.
SVM преобразует требуемые напряжения в импульсы затвора, которые используются для управления инвертором. На этом рисунке показаны возможные состояния переключения трехфазного инвертора.
Шестиугольник представляет диаграмму пространственных векторов. Каждая из шести вершин представляет возможное состояние переключения (GAH, GBH, GCH) трехфазного инвертора. Каждый низкий затвор принимает противоположное состояние в качестве соответствующего высокого затвора. Схема инвертора иллюстрирует текущее состояние.
Вектор вращения на диаграмме пространственных векторов соответствует комплексному вектору опорного напряжения, который вращается на требуемой электрической частоте машины. В действительности частота переключения намного быстрее, чем эта электрическая частота. В результате инвертор непрерывно переключается между двумя состояниями, охватывающими его текущую область Ri, и нулевым состоянием, соответствующим (0,0,0), для генерирования требуемых напряжений.
Сведения о реализации этого метода см. в разделе Генератор ШИМ (трехфазный, двухуровневый).
[1] Буджа, Г. С. и М. П. Казмиерковски. «Прямое управление крутящим моментом электродвигателей переменного тока с ШИМ-инвертором - исследование». IEEE Transactions on Industrial Electronics 51, No. 4, (2004): 744 - 757.
