Описание

Эта схема использует блок DC5 специализированных энергосистем. Он моделирует одноквадрантный привод рубильника (конвертер баков) для двигателя постоянного тока мощностью 5 л.с.

Двигатель постоянного тока 5 ВД возбуждается отдельно источником постоянного напряжения 150 В постоянного тока. Напряжение якоря обеспечивается бэк-преобразователем IGBT, управляемым двумя регуляторами PI. Обратный преобразователь питается от источника постоянного напряжения 280 В.

Первым регулятором является регулятор скорости, за которым следует регулятор тока. Регулятор скорости выдает опорный ток якоря (в п.е.), используемый контроллером тока для получения электромагнитного момента, необходимого для достижения желаемой скорости. Скорость изменения опорной скорости следует за аппарелями ускорения и замедления, чтобы избежать внезапных изменений опорной частоты, которые могут вызвать перенапряжение якоря и дестабилизировать систему. Регулятор тока управляет током якоря путем вычисления соответствующего коэффициента заполнения импульсов IGBT 5 кГц (широтно-импульсная модуляция). Это генерирует среднее напряжение якоря, необходимое для получения требуемого тока якоря. Для ограничения амплитуды колебаний тока последовательно с цепью якоря размещают сглаживающую индуктивность.

Моделирование

Запустите моделирование. Вы можете наблюдать напряжение и ток якоря двигателя, импульсы IGBT и скорость двигателя в области. Также показаны привязки тока и скорости.

Эталон частоты вращения установлен на 500 об/мин при t = 0. Начальный момент нагрузки 15 Н· м.

Обратите внимание, что частота вращения двигателя точно соответствует эталонному клину (+ 250 об/мин/с) и достигает установившегося состояния около t = 2,5 с. Ток якоря очень хорошо следует за текущим эталоном, с быстрым временем отклика и небольшими пульсациями. Обратите внимание, что текущая частота пульсаций составляет 5 кГц.

При t = 2,5 с крутящий момент нагрузки проходит от 15 Н· м до 20 Н· м. Скорость двигателя быстро восстанавливается и возвращается при 500 об/мин при t = 3. Как отмечалось ранее, ток якоря полностью следует за его эталоном.

При t = 3 с опорная скорость падает до 350 об/мин. Ток якоря понижается, чтобы скорость снижалась вслед за отрицательным наклоном скорости (-250 об/с) с помощью крутящего момента нагрузки.

При t = 4 с скорость стабилизируется вокруг своего эталона.

Примечания

1) Система питания была дискретизирована с 1us временным шагом. Для моделирования устройства управления микроконтроллером контроллеры скорости и тока используют время выборки 100 и 20 мкс соответственно.

2) Для уменьшения количества точек, хранящихся в памяти области, используется коэффициент прореживания 25. Некоторые переходы могут не появиться в области. Для просмотра подробных результатов моделирования уменьшите коэффициент прореживания до 1.

3) Упрощенная версия модели с использованием преобразователя среднего значения может быть использована путем выбора «Average» в меню «Model detail level» графического пользовательского интерфейса. Затем временной шаг может быть увеличен до наименьшего значения времени выборки системы управления. Для этого в данном примере можно ввести «Ts = 20e-6» в рабочей области. См. также dc5_example_simplified модель.