Полеориентированное управление индукционной машиной (однофазное)

Поблочное дискретно-временное однофазное управление индукционной машиной с ориентацией на поле

Библиотека:
Simscape / Электрический / Контроль / Машинный Контроль за Индукцией

Описание

Блок управления, ориентированный на поле индукционной машины (однофазный), реализует однофазную управляющую структуру, ориентированную на поле индукционной машины.

Уравнения

Ориентированная на поле архитектура управления для однофазной индукционной машины:

Можно указать эталон крутящего момента в качестве входного значения или, в случае управления скоростью, создать эталон внутри с помощью контроллера скорости PI. Эталон крутящего момента, полученный из контроллера частоты вращения PI, представляет собой:

$T * =_{(}_{} \frac{_{}}{} {Kp_ω+Ki_ωTszz−1}_{) (}_{} startref$ − startr)

где _startr - угловая механическая скорость ротора в рад/с.

Блок генерирует привязку потока как

$start* \frac{=_{}_{}}{{2āfnstartnpmin}_{} (| \frac{{startr}_{}}{|},}$ 2.dfnp)

где:

p - число пар полюсов.
_fn - номинальная частота.
_{λ n} - номинальный поток.

Текущие ссылки получены из параметров машины:

$_{iq} * \frac{=_{(}_{Lms +}}{Llar)_{T} *}$ paLmsstart*

$_{id} * \frac{=}{^{start*}_{}}$ a2Lms

где:

_Lms - это взаимная индуктивность основной обмотки.
_Llar - индуктивность утечки ротора основной обмотки.
а - отношение числа витков вспомогательных обмоток к числу основных обмоток.

Угол вычисляется решением:

$\frac{}{dü dt} =_{} \frac{{pstartr}^{} +_{}_{}}{^{}_{a3LmsRarstart*}_{(} Lms}$ + Llar)

Преобразование в стационарную опорную рамку выполняется с использованием:

$(\begin{matrix} _{} \\ _{iaib} \end{matrix}) = \begin{matrix} ^{(} a2sin & (^{start}) \\ a2cos (start) & \cos (start) \end{matrix} - \begin{matrix} _{} \\ _{\sin} \end{matrix}$ (start)) (идик)

Ограничения

Управляющая структура реализована в одной частоте дискретизации.

Порты

Вход

развернуть все

`Reference` - Отсчет крутящего момента или угловой скорости
скаляр

Укажите привязку угловой скорости в рад/с или привязку крутящего момента в Нм.

Типы данных: single | double

`iab` - Токи статора
скаляр

Токи статора для основной и вспомогательной обмоток.

Типы данных: single | double

`wr` - Угловая скорость ротора
скаляр

Измеренная угловая скорость ротора, в рад/с.

Типы данных: single | double

Продукция

развернуть все

`G` - Импульсы инверторного затвора
`0` | `1`

Импульсы затвора инвертора, заданные как логические. Мертвое время не считается.

Типы данных: single | double

`Visualization` - Внутренние сигналы для визуализации
`Reference` | `Rotor velocity` | `θ` | `iab` | `iabRef` | `TqRef` | `FluxRef`

Шина, содержащая внутренние сигналы для визуализации. Сигналы:

Эталонный крутящий момент или частота вращения
Скорость ротора, в рад/с
start, в радианах
Токи статора (iab), в A
Источник тока статора (iabRef), в A
Эталон крутящего момента (TqRef), в Нм
Эталонный поток (СПР), в Wb

Типы данных: single | double | bus

Параметры

развернуть все

Общая информация

`Control mode` - Укажите режим управления
`Speed control` (по умолчанию) | `Torque control`

Укажите режим управления. Опорный вход принимается за угловую скорость, в рад/с, для Speed control и крутящий момент, в Нм для Torque control.

`Rated electrical frequency (Hz)` - Указать номинальную электрическую частоту
`60` (по умолчанию) | положительный скаляр

Номинальная электрическая частота, в Гц.

`Number of pole pairs` - Указать пары полюсов
`2` (по умолчанию) | положительный скаляр

Количество пар полюсов.

`Main winding rotor resistance, Rar' (Ohm)` - Указать сопротивление ротора основной обмотки
`3.7080` (по умолчанию) | положительный скаляр

Сопротивление ротора основной обмотки, Ом.

`Main winding rotor leakage inductance, Llar' (H)` - Указать индуктивность утечки ротора основной обмотки
`0.0050` (по умолчанию) | положительный скаляр

Индуктивность утечки ротора основной обмотки, в Ч.

`Main winding mutual inductance, Lms (H)` - Указать взаимную индуктивность основной обмотки
`0.1595` (по умолчанию) | положительный скаляр

Взаимная индуктивность основной обмотки, в Н.

`Auxiliary/main windings turn ratio` - Задать коэффициент поворота вспомогательных обмоток к основным.
`1.1` (по умолчанию) | положительный скаляр

Отношение витков вспомогательных обмоток к основным.

`Fundamental sample time (s)` - Укажите время выборки блока
`5e-6` (по умолчанию) | положительный скаляр

Время выборки для блока, в с.

`Control sample time (s)` - Укажите время контрольной выборки
`5e-5` (по умолчанию) | положительный скаляр

Время контрольной выборки, в с.

Внешний контур

В этой таблице показано, как видимость некоторых параметров на вкладке Внешний цикл (Outer Loop) зависит от опции, выбранной для параметра Режим управления (Control mode) на вкладке Общие (General).

Режим управления	Доступные параметры
Управление скоростью	Пропорциональный коэффициент усиления регулятора скорости
	Интегральный коэффициент усиления контроллера скорости
	Интегральный коэффициент усиления защиты от навивки контроллера скорости
	Максимальный крутящий момент (Нм)
	Минимальный крутящий момент (Нм)
	Номинальный поток (Wb)
Контроль крутящего момента	Номинальный поток (Wb)

`Speed controller proportional gain` - Указать пропорциональный коэффициент усиления регулятора скорости
`1` (по умолчанию) | положительный скаляр

Пропорциональный коэффициент усиления для контроллера скорости PI.

`Speed controller integral gain` - указать интегральный коэффициент усиления контроллера скорости;
`10` (по умолчанию) | положительный скаляр

Интегральное усиление для контроллера скорости PI.

`Speed controller integral anti-windup gain` - Укажите интегральный коэффициент усиления защиты от навивки контроллера скорости
`1000` (по умолчанию) | положительный скаляр

Интегральное усиление защиты от навивки.

`Maximum torque (Nm)` - Укажите максимальный крутящий момент
`5` (по умолчанию) | положительный скаляр

Максимальный крутящий момент, используемый при насыщении регулятора скорости, в Нм.

`Minimum torque (Nm)` - Укажите минимальный крутящий момент
`-5` (по умолчанию) | скаляр

Минимальный крутящий момент, используемый при насыщении регулятора скорости, в Нм.

`Rated flux (Wb)` - Указать номинальный поток
`0.5` (по умолчанию) | положительный скаляр

Номинальный поток, в Wb. Номинальный поток используется для вычисления привязки потока.

Внутренний контур

В этой таблице показано, как видимость некоторых параметров на вкладке Внутренний цикл (Inner Loop) зависит от опции, выбранной для параметра Тип элемента управления (Control type).

Тип элемента управления	Доступные параметры
Контроль гистерезиса	Полоса гистерезиса тока (A)
Управление PI	Пропорциональный коэффициент усиления тока α - фазы
	Интегральный коэффициент усиления A-фазного тока
	A-фазный ток с усилением против обмотки
	Пропорциональный коэффициент усиления тока B-фазы
	Интегральный коэффициент усиления тока В-фазы
	Коэффициент усиления антиобмоточного тока B-фазы

`Control type` - Укажите тип элемента управления
`Hysteresis control` (по умолчанию) | `PI control`

Тип управления для контура управления током.

`Current hysteresis band (A)` - Укажите текущую полосу гистерезиса
`0.5` (по умолчанию) | положительный скаляр

Диапазон гистерезиса тока для контроллера, в А.

`A-phase current proportional gain` - Пропорциональный коэффициент усиления тока основной обмотки
`1` (по умолчанию) | положительный скаляр

Пропорциональный коэффициент усиления для тока регулятора А-фазы (главной обмотки).

`A-phase current integral gain` - Интегральное усиление тока основной обмотки
`500` (по умолчанию)

Интегральный коэффициент усиления для тока контроллера A-фазы (главной обмотки).

`A-phase current anti-windup gain` - Усиление защиты от навивки тока основной обмотки
`1000` (по умолчанию)

Усиление защиты от обмотки для тока контроллера A-фазы (главной обмотки).

`B-phase current proportional gain` - Пропорциональный коэффициент усиления тока вспомогательной обмотки
`1` (по умолчанию)

Пропорциональный коэффициент усиления для тока контроллера B-фазы (вспомогательной обмотки).

`B-phase current integral gain` - Интегральное усиление тока вспомогательной обмотки
`500` (по умолчанию)

Интегральное усиление для тока контроллера B-фазы (вспомогательной обмотки).

`B-phase current anti-windup gain` - Усиление защиты от навивки тока вспомогательной обмотки
`1000` (по умолчанию)

Усиление защиты от обмотки для тока контроллера B-фазы (вспомогательной обмотки).

Ссылки

[1] Корреа, М. Б. Р., Якобина, С. Б., Лима, А. М. Н., Да Сильва, Э. Р. С. «Полевое ориентированное управление однофазным приводом индукционного двигателя». PESC 98 Запись. 29-я ежегодная конференция IEEE Power Electronics Specials. Том 2, 1998, стр. 990 - 996.

Расширенные возможности

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

См. также

Блоки

Контроллер тока индукционной машины | Управление прямым крутящим моментом индукционной машины | Непосредственный контроль крутящего момента индукционной машины (однофазный) | Индукционная машина Прямое управление крутящим моментом с пространственным векторным модулятором | Полеориентированное управление индукционной машиной | Индукционная машина Flux Observer | Скалярное управление индукционной машиной

Темы

Однофазный асинхронный машинный полевой контроль

Представлен в R2018b

Документация

Полеориентированное управление индукционной машиной (однофазное)

Описание

Уравнения

Ограничения

Порты

Вход

Reference - Отсчет крутящего момента или угловой скорости скаляр

iab - Токи статора скаляр

wr - Угловая скорость ротора скаляр

Продукция

G - Импульсы инверторного затвора 0 | 1

Visualization - Внутренние сигналы для визуализации Reference | Rotor velocity | θ | iab | iabRef | TqRef | FluxRef

Параметры

Общая информация

Control mode - Укажите режим управления Speed control (по умолчанию) | Torque control

Rated electrical frequency (Hz) - Указать номинальную электрическую частоту 60 (по умолчанию) | положительный скаляр

Number of pole pairs - Указать пары полюсов 2 (по умолчанию) | положительный скаляр

Main winding rotor resistance, Rar' (Ohm) - Указать сопротивление ротора основной обмотки 3.7080 (по умолчанию) | положительный скаляр

Main winding rotor leakage inductance, Llar' (H) - Указать индуктивность утечки ротора основной обмотки 0.0050 (по умолчанию) | положительный скаляр

Main winding mutual inductance, Lms (H) - Указать взаимную индуктивность основной обмотки 0.1595 (по умолчанию) | положительный скаляр

Auxiliary/main windings turn ratio - Задать коэффициент поворота вспомогательных обмоток к основным. 1.1 (по умолчанию) | положительный скаляр

Fundamental sample time (s) - Укажите время выборки блока 5e-6 (по умолчанию) | положительный скаляр

Control sample time (s) - Укажите время контрольной выборки 5e-5 (по умолчанию) | положительный скаляр

Внешний контур

Speed controller proportional gain - Указать пропорциональный коэффициент усиления регулятора скорости 1 (по умолчанию) | положительный скаляр

Speed controller integral gain - указать интегральный коэффициент усиления контроллера скорости; 10 (по умолчанию) | положительный скаляр

Speed controller integral anti-windup gain - Укажите интегральный коэффициент усиления защиты от навивки контроллера скорости 1000 (по умолчанию) | положительный скаляр

Maximum torque (Nm) - Укажите максимальный крутящий момент 5 (по умолчанию) | положительный скаляр

Minimum torque (Nm) - Укажите минимальный крутящий момент -5 (по умолчанию) | скаляр

Rated flux (Wb) - Указать номинальный поток 0.5 (по умолчанию) | положительный скаляр

Внутренний контур

Control type - Укажите тип элемента управления Hysteresis control (по умолчанию) | PI control

Current hysteresis band (A) - Укажите текущую полосу гистерезиса 0.5 (по умолчанию) | положительный скаляр

A-phase current proportional gain - Пропорциональный коэффициент усиления тока основной обмотки 1 (по умолчанию) | положительный скаляр

A-phase current integral gain - Интегральное усиление тока основной обмотки 500 (по умолчанию)

A-phase current anti-windup gain - Усиление защиты от навивки тока основной обмотки 1000 (по умолчанию)

B-phase current proportional gain - Пропорциональный коэффициент усиления тока вспомогательной обмотки 1 (по умолчанию)

B-phase current integral gain - Интегральное усиление тока вспомогательной обмотки 500 (по умолчанию)

B-phase current anti-windup gain - Усиление защиты от навивки тока вспомогательной обмотки 1000 (по умолчанию)

Ссылки

Расширенные возможности

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

См. также

Блоки

Темы

Документация Simscape Electrical

Поддержка

`Reference` - Отсчет крутящего момента или угловой скорости
скаляр

`iab` - Токи статора
скаляр

`wr` - Угловая скорость ротора
скаляр

`G` - Импульсы инверторного затвора
`0` | `1`

`Visualization` - Внутренние сигналы для визуализации
`Reference` | `Rotor velocity` | `θ` | `iab` | `iabRef` | `TqRef` | `FluxRef`

`Control mode` - Укажите режим управления
`Speed control` (по умолчанию) | `Torque control`

`Rated electrical frequency (Hz)` - Указать номинальную электрическую частоту
`60` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Number of pole pairs` - Указать пары полюсов
`2` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Main winding rotor resistance, Rar' (Ohm)` - Указать сопротивление ротора основной обмотки
`3.7080` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Main winding rotor leakage inductance, Llar' (H)` - Указать индуктивность утечки ротора основной обмотки
`0.0050` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Main winding mutual inductance, Lms (H)` - Указать взаимную индуктивность основной обмотки
`0.1595` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Auxiliary/main windings turn ratio` - Задать коэффициент поворота вспомогательных обмоток к основным.
`1.1` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Fundamental sample time (s)` - Укажите время выборки блока
`5e-6` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Control sample time (s)` - Укажите время контрольной выборки
`5e-5` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Speed controller proportional gain` - Указать пропорциональный коэффициент усиления регулятора скорости
`1` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Speed controller integral gain` - указать интегральный коэффициент усиления контроллера скорости;
`10` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Speed controller integral anti-windup gain` - Укажите интегральный коэффициент усиления защиты от навивки контроллера скорости
`1000` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Maximum torque (Nm)` - Укажите максимальный крутящий момент
`5` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Minimum torque (Nm)` - Укажите минимальный крутящий момент
`-5` (по умолчанию) | скаляр

`Rated flux (Wb)` - Указать номинальный поток
`0.5` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Control type` - Укажите тип элемента управления
`Hysteresis control` (по умолчанию) | `PI control`

`Current hysteresis band (A)` - Укажите текущую полосу гистерезиса
`0.5` (по умолчанию) | положительный скаляр

`A-phase current proportional gain` - Пропорциональный коэффициент усиления тока основной обмотки
`1` (по умолчанию) | положительный скаляр

`A-phase current integral gain` - Интегральное усиление тока основной обмотки
`500` (по умолчанию)

`A-phase current anti-windup gain` - Усиление защиты от навивки тока основной обмотки
`1000` (по умолчанию)

`B-phase current proportional gain` - Пропорциональный коэффициент усиления тока вспомогательной обмотки
`1` (по умолчанию)

`B-phase current integral gain` - Интегральное усиление тока вспомогательной обмотки
`500` (по умолчанию)

`B-phase current anti-windup gain` - Усиление защиты от навивки тока вспомогательной обмотки
`1000` (по умолчанию)

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