Описание

Эта схема использует блок AC5 библиотеки специализированных систем питания. Он моделирует самоуправляемый синхронный привод с активным передним выпрямителем для 200HP двигателя.

Синхронный двигатель питается инвертором источника напряжения ШИМ, который построен с использованием универсального мостового блока. Контур управления скоростью использует PI-регулятор для получения эталонных значений потока и тока для блока векторного контроллера. Векторный контроллер вычисляет токи трех опорных линий двигателя, соответствующие эталону крутящего момента, и подает на двигатель эти токи с использованием трехфазного регулятора тока. Векторный контроллер также вычисляет оценку потока и сравнивает ее с требуемым значением, чтобы генерировать напряжение возбуждения поля.

Поскольку динамика потока поля синхронной машины относительно медленная, желательно сначала установить поток поля до его номинального значения перед подачей на статор трехфазных токов. В этом примере высокое напряжение намагничивания 600V прикладывается к полю ротора в течение первых 0,2 с моделирования, чтобы ускорить увеличение поля ротора. Как только поток поля достигает своего номинального значения 1,0 мебер, включается трехфазный регулятор тока, связанный со статором двигателя.

На выходе блока имеются сигналы тока, скорости и крутящего момента двигателя.

Моделирование

Запустите моделирование. Вы можете наблюдать за током статора двигателя, частотой вращения ротора, электромагнитным моментом и напряжением шины постоянного тока, а также магнитным потоком двигателя в области применения. Также показаны уставка скорости и уставка крутящего момента.

В момент времени t = 1,5 с уставка скорости составляет 200 об/мин. Следите за тем, чтобы скорость точно соответствовала темпу ускорения и чтобы амплитуда и частота тока статора постепенно возрастали.

При t = 3,0 с на вал двигателя прикладывается резистивный крутящий момент номинальной величины. Напомним, что этот тип крутящего момента имеет тенденцию к замедлению двигателя. Это объясняет, почему скорость мотора слегка понижается. Затем мотор достигает 200 об/мин.

При t = 4,0 с уставка скорости изменяется на 0 об/мин. Это заставляет двигатель создавать меньший электрический крутящий момент. Скорость снижается до 0 об/мин после точного изменения темпа замедления. При t = 6,0 с уставка скорости достигает 0 об/мин.

При t = 5,5 с знак момента нагрузки, приложенный к валу двигателя, изменяется на противоположный. Наблюдайте соответствующее небольшое превышение частоты вращения двигателя и стабилизацию электрического момента при его номинальном значении.

Наконец, обратите внимание, насколько хорошо регулируется напряжение шины постоянного тока в течение всего периода моделирования.

Примечания

1) Система питания была дискретизирована с шагом времени 2us. Контроллер скорости использует выборку 140 мкс, а векторный контроллер использует время выборки 20 мкс для моделирования устройства управления микроконтроллером.

2) Знак крутящего момента синхронной машины отличается от знака асинхронной машины и синхронной машины PM. То есть синхронная машина находится в режиме работы двигателя, когда электрический крутящий момент отрицательный, и в режиме работы генератора, когда электрический крутящий момент положительный.

3) Упрощенная версия модели с использованием инвертора среднего значения и выпрямителя может быть использована путем выбора «Average» в меню «Model detail level» графического пользовательского интерфейса. Временной шаг может быть увеличен до 50 нас. Это может быть сделано путем ввода «Ts = 50e-6» в рабочем пространстве и путем изменения времени дискретизации контроллера скорости на 150e-6, времени дискретизации контроллера шины постоянного тока на 50e-6 и времени дискретизации контроллера вектора на 50e-6. См. также ac5_example_simplified модель.