exponenta event banner

Управление, ориентированное на область PMSM

Синхронное полеориентированное управление станком с постоянным магнитом

  • Библиотека:
  • Simscape / Электрический / Контроль / Контроль PMSM

  • PMSM Field-Oriented Control block

Описание

Блок управления, ориентированный на поле PMSM, реализует ориентированную на поле структуру управления для синхронной машины с постоянными магнитами (PMSM). Управление с ориентацией на поле (ВОК) - это эффективная стратегия управления электродвигателем переменного тока, которая разъединяет крутящий момент и поток путем преобразования токов стационарной фазы во вращающуюся раму. Используйте ВОК, если скорость вращения и положение ротора известны и требуется:

  • Высокий крутящий момент и низкий ток при запуске.

  • Высокая эффективность.

Уравнения

Структура ВОК PMSM разъединяет крутящий момент и поток с помощью опорной рамы ротора d-q. На этой схеме показана общая архитектура блока.

На схеме:

  • λ и startref - измеренная и опорная угловые скорости, соответственно.

  • Треф - эталонный электромагнитный момент.

  • i и v - токи и напряжения статора, а нижние индексы d и q - оси d и q, а нижние индексы a, b и c - три обмотки статора.

  • starte - электрический угол ротора.

  • G представляет собой импульс затвора, нижние индексы H и L представляют собой высокие и низкие индексы, а нижние индексы a, b и c представляют три обмотки статора.

Вы можете реализовать управление скоростью или крутящим моментом с помощью Control mode параметр. Блок осуществляет управление скоростью точно так, как показано на диаграмме. Блок осуществляет управление крутящим моментом путем удаления блока контроллера скорости и непосредственного принятия опорного крутящего момента.

Предположения

Параметры машины известны.

Ограничения

Управляющая структура реализована с одной частотой дискретизации.

Порты

Вход

развернуть все

Эталон системы указан как эталон крутящего момента в Н * м или эталон скорости в рад/с в зависимости от выбранного режима управления.

Типы данных: single | double

Измеренные фазные токи статора, в А.

Типы данных: single | double

Измеренная механическая угловая скорость ротора, в рад/с.

Типы данных: single | double

Измеренный механический угол ротора, в рад.

Типы данных: single | double

Измеренное напряжение на линии постоянного тока, в В.

Типы данных: single | double

Продукция

развернуть все

Шесть импульсных сигналов, которые определяют поведение переключения в подключенном преобразователе мощности.

Типы данных: single | double

Шина, содержащая сигналы для визуализации, в том числе:

  • Reference

  • wElectrical

  • iabc

  • theta

  • Vdc

  • PwmEnable

  • TqRef

  • TqLim

  • idqRef

  • idq

  • vdqRef

  • modWave

Типы данных: single | double

Параметры

развернуть все

Общая информация

Укажите параметризацию wyward-roon или delta-wand для опорных значений контроллера.

Укажите стратегию управления крутящим моментом или скоростью.

Номинальное напряжение постоянного тока источника питания.

Максимальная мощность машины.

Максимальный крутящий момент машины.

Количество пар полюсов постоянных магнитов на роторе.

Пороговое значение напряжения для включения силового инвертора.

Основное время выборки для блока.

Время отбора проб для системы управления.

Внешний контур

Укажите тип стратегии управления.

Пропорциональный коэффициент усиления PI-контроллера.

Интегральное усиление PI-контроллера.

Пропорциональный коэффициент усиления контроллера P.

Коэффициент усиления защиты от обмотки контроллера PI.

Выберите текущую ссылочную стратегию.

Вектор скорости, используемый в таблицах поиска для определения текущих ссылок.

Вектор крутящего момента, используемый в таблицах поиска для определения текущих привязок.

: вектор напряжения линии постоянного тока, используемый в таблицах поиска для определения ссылок на ток.

Данные текущего поиска ссылки на прямую ось.

Данные текущего поиска ссылки на квадратурную ось.

Коэффициент запаса прочности, используемый для вычисления максимально допустимого фазового напряжения для генерации опорных токов.

Зависимости

Этот параметр отображается только в том случае, если для параметра Текущие привязки (Current references) задано значение Automatically generated lookup-table.

Пиковая связь постоянного магнитного потока.

Индуктивность по прямой оси.

Квадратурная индуктивность.

Сопротивление статора на фазу.

Внутренний контур

Пропорциональное усиление PI-контроллера, используемого для регулирования тока по прямой оси.

Интеграторное усиление PI-контроллера, используемого для управления током по прямой оси.

Коэффициент усиления защиты от обмотки PI-контроллера, используемого для управления током по прямой оси.

Пропорциональное усиление PI-контроллера, используемого для управления током квадратурной оси.

Коэффициент усиления интегратора PI-контроллера, используемого для управления током квадратурной оси.

Коэффициент усиления защиты от обмотки PI-контроллера, используемого для управления током квадратурной оси.

Определение приоритетов или поддержание отношения между осями d- и q, когда блок ограничивает напряжение.

Включение или отключение отмены нулевого значения на пути передачи.

Включение или отключение напряжения предварительного контроля.

Укажите способ параметризации станка.

  • Constant parameters - Укажите параметры машины, которые являются постоянными на протяжении всего моделирования.

  • Lookup table based parameters - Укажите параметры компьютера в качестве таблиц поиска, зависящих от текущих.

Индуктивность прямой оси для предварительного управления прямой связью.

Квадратурная индуктивность для предварительного управления по прямой линии.

Связь с потоком постоянного магнита для предварительного управления в прямом направлении.

Вектор тока прямой оси, используемый в таблицах поиска для определения параметров. Для постоянных параметров станка не изменяйте значение по умолчанию.

Вектор тока квадратурной оси, используемый в таблицах поиска для определения параметров. Для постоянных параметров станка не изменяйте значение по умолчанию.

Матрица Ld, используемая в качестве данных таблицы поиска. Для постоянных параметров машины изменяется только коэффициент константы, например, Ld * ones(3, 3).

Матрица Lq, используемая в качестве данных таблицы поиска. Для постоянных параметров машины изменяется только коэффициент константы, например, Lq * ones(3, 3).

Матрица связи постоянного магнитного потока, используемая в справочной таблице. Для постоянных параметров машины изменяется только коэффициент константы, например, psim * ones(3, 3).

PWM

Укажите метод формы сигнала.

Укажите, выполняет ли блок выборку сигнала модуляции при пересечении волн или когда несущая волна находится в одном или обоих граничных условиях.

Укажите скорость переключения переключателей в преобразователе питания.

Ссылки

[1] Бернардес, Т., В. Ф. Монтагнер, Х. А. Грюндлинг и Х. Пиньейро. «Наблюдатель дискретно-временного режима скольжения для безсенсорного векторного управления синхронной машиной с постоянными магнитами». Сделки IEEE по промышленной электронике. Том 61, номер 4, 2014, стр. 1679-1691.

[2] Карпук, С. и К. Лазар. «Быстрое управление прогнозируемым током в режиме реального времени в синхронных автомобильных тяговых приводах с постоянным магнитом». Сделки IEEE по электрификации транспорта. Vol.1, номер 4, 2015, стр. 326-335.

[3] Хак, М. Э., Л. Чжун и М. Ф. Рахман. «Улучшенное управление траекторией для синхронного привода с внутренним постоянным магнитом с расширенным рабочим пределом». Журнал электротехники и электроники. Том 22, номер 1, 2003, стр. 49.

[4] Ян, Н., Г. Ло, В. Лю и К. Ван. «Управление синхронным электродвигателем внутреннего постоянного магнита для электромобиля с использованием справочной таблицы». В 7-й Международной конференции по электронике и управлению движением. Том 2, 2012, стр. 1015-1019.

Расширенные возможности

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

.
Представлен в R2017b