Документация

SM Current Reference Generator

Ссылка тока синхронной машины

развернуть все на странице

Библиотека:
Simscape/Электрический/Управление/SM Управление

Описание

Блок SM Current Reference Generator реализует генератор ссылки тока для управления током синхронной машины (SM) в d ротора - q системе отсчета.

Определение уравнений

Блок SM Current Reference Generator может получить текущую ссылку с помощью одного из следующих методов:

Нулевое управление по оси D (ZDAC).
Интерполяционные таблицы.

Для метода ZDAC, блоки устанавливают:

Ток оси D ссылки $i_{d}^{r e f}$ в нуль:

$i_{d}^{r e f} = 0,$
Ссылка на ток поля $i_{f}^{r e f}$ использование опорного момента крутящего момента:

$i_{f}^{r e f} = \frac{| T_{r e f} i_{f, m a x} |}{T_{m a x}},$
где _if,max - максимальный ток возбуждения, а _Tmax - максимальный крутящий момент.
Ток q-оси ссылки $i_{q}^{r e f}$ использование уравнения крутящего момента:

$i_{q}^{r e f} = \frac{T_{r e f}}{K_{t} i_{f}^{r e f}},$
где _Tref - вход опорного крутящего момента, а _Kt - константа крутящего момента синхронной машины, выраженная упрощенным уравнением крутящего момента $T = K_{t} i_{f} i_{q}$ .

Для операции ниже номинальной скорости синхронной машины ZDAC является подходящим методом. Выше номинальной скорости требуется контроллер ослабления поля, чтобы настроить ссылку по оси d.

Чтобы предгенерировать текущие ссылки для нескольких рабочих точек, задайте три интерполяционные таблицы с помощью подхода интерполяционных таблиц:

$i_{d}^{r e f} = f (n_{m}, T_{r e f}, v_{d c}),$

$i_{q}^{r e f} = g (n_{m}, T_{r e f}, v_{d c}),$

и

$i_{f}^{r e f} = h (n_{m}, T_{r e f}, v_{d c}) .$

Порты

Вход

расширить все

`TqRef` - Контрольный крутящий момент, Н * м
скаляр

Требуемый механический крутящий момент, создаваемый синхронной машиной.

Типы данных: single | double

`wMechanical` - Механическая скорость ротора, рад/с
скаляр

Механическая скорость вращения ротора синхронной машины, полученная путем прямого измерения от синхронной машины.

Типы данных: single | double

`Vdc` - Постоянное напряжение, В
скаляр

Постоянное напряжение конвертера. Для метода ZDAC это значение используется для ограничения выхода ссылки крутящего момента и предела крутящего момента. Для метода интерполяционной таблицы это значение используется как вход в интерполяционные таблицы.

Типы данных: single | double

Выход

расширить все

`idqfRef` - Опорные токи, A
вектор

Ссылка на d-q и токи возбуждения, которые будут заданы в качестве входов для токового контроллера.

Типы данных: single | double

`TqRefSat` - Контрольный крутящий момент, Н * м
скаляр

Эталонный крутящий момент, насыщенный вычисленным предельным TqLim крутящего момента.

Типы данных: single | double

`TqLim` - Предел крутящего момента, Н * м
скаляр

Предел крутящего момента, накладываемый как электрическими, так и механическими ограничениями системы.

Типы данных: single | double

Параметры

расширить все

Общие параметры

`Nominal dc-link voltage (V)` - Номинальное напряжение постоянного тока
`300V` (по умолчанию) | положительное число

Номинальное напряжение постоянного тока электрического источника.

`Maximum power (W)` - Максимальная степень
`30000W` (по умолчанию) | положительное число

Максимальная степень синхронной машины.

`Maximum torque (Nm)` - Максимальный крутящий момент
`250Nm` (по умолчанию) | положительное число

Максимальный крутящий момент синхронной машины.

`Maximum field current (A)` - Максимальный ток поля
`25A` (по умолчанию) | положительное число

Максимальный ток возбуждения синхронной машины.

`Sample time (-1 for inherited)` - Блокируйте шаг расчета
`-1` (по умолчанию) | -1 или положительное число

Шаг расчета для блока (-1 для унаследованного). Если этот блок используется внутри триггируемой подсистемы, шаг расчета должно быть -1. Если этот блок используется в непрерывной модели с шагом переменных, то шаг расчета может быть явно задано.

Стратегия генерации ссылок

`Current references` - Текущая эталонная стратегия
`Zero d-axis control` (по умолчанию) | `Lookup-table based`

Выберите стратегию для определения текущих ссылок.

`Torque constant (N*m/A)` - Крутящий момент константа
`0.0375` (по умолчанию) | положительное число

Крутящий момент синхронной машины.

`Mechanical speed vector, wMechanical (rpm)` - Вектор поиска скорости ротора
`[0, 3000]` (по умолчанию) | положительный монотонно увеличивающийся вектор

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

`Torque reference vector, TqRef (N*m)` - Вектор поиска ссылки крутящего момента
`[-100, 0, 100]` (по умолчанию) | положительный монотонно увеличивающийся вектор

Вектор крутящего момента, используемый в интерполяционных таблицах для определения ссылок тока.

`DC-link voltage vector, Vdc (V)` - вектор поиска напряжения постоянного тока
`[300, 350]` (по умолчанию) | положительный монотонно увеличивающийся вектор

Вектор напряжения постоянного тока, используемый в интерполяционных таблицах для определения ссылок на токи.

`D-axis current reference matrix, id(wMechanical,TqRef,Vdc), (A)` - Ссылка на текущие значения по оси D
`zeros(2,3,2)` (по умолчанию) | вещественную матрицу

Интерполяционные данные ссылки тока прямой оси.

`Q-axis current reference matrix, iq(wMechanical,TqRef,Vdc), (A)` - Ссылочные значения тока по оси Q
`zeros(2,3,2)` (по умолчанию) | вещественную матрицу

Интерполяционные данные ссылки тока по квадратурной оси.

`Field current reference matrix, iq(wMechanical,TqRef,Vdc), (A)` - Ссылочные текущие значения поля
`zeros(2,3,2)` (по умолчанию) | вещественную матрицу

Данные поиска по текущей ссылке на поле.

Примеры моделей

HESM Torque Control

Управление крутящим моментом HESM

Управляйте крутящим моментом в тяговом приводе с синхронной машиной гибридного возбуждения (HESM). Постоянные магниты и обмотка возбуждения возбуждают HESM. Высоковольтная батарея подает SM через управляемый трехфазный преобразователь для обмоток статора и через управляемый четырехквадрантный измельчитель для обмотки ротора. Идеальный источник скорости вращения обеспечивает нагрузку. Подсистема управления использует разомкнутый подход для управления крутящим моментом и замкнутый подход для управления током. В каждый момент выборки запрос крутящего момента преобразуется в соответствующие ссылки на токи. Текущее управление основано на ПИ. В симуляции используется несколько шагов крутящего момента как в режиме двигателя, так и в режиме генератора. Подсистема визуализации содержит возможности, которые позволяют вам видеть результаты симуляции.

HESM Velocity Control

Управление скоростью HESM

Управляйте скоростью вращения ротора в тяговом приводе с синхронной машиной гибридного возбуждения (HESM). Постоянные магниты и обмотка возбуждения возбуждают HESM. Высоковольтная батарея питает HESM через управляемый трехфазный преобразователь для обмоток статора и через управляемый четырехквадрантный измельчитель для обмотки ротора. Идеальный источник крутящего момента обеспечивает нагрузку. Подсистема управления включает многоскоростную основанную на ПИ структуру каскадного регулирования. Структура управления имеет внешний цикл управления угловой скоростью и три внутренних контура управления током. Подсистема визуализации содержит возможности, которые позволяют вам видеть результаты симуляции.

SM Torque Control

Управление крутящим моментом SM

Управляйте крутящим моментом в тяговом приводе с синхронной машиной (SM). Высоковольтная батарея подает SM через управляемый трехфазный преобразователь для обмоток статора и управляемый четырехквадрантный измельчитель для обмотки ротора. Идеальный источник скорости вращения обеспечивает нагрузку. Подсистема управления использует разомкнутый подход для управления крутящим моментом и замкнутый подход для управления током. В каждый момент выборки запрос крутящего момента преобразуется в соответствующие ссылки на токи. Текущее управление основано на ПИ. В симуляции используется несколько шагов крутящего момента как в режиме двигателя, так и в режиме генератора. Планирование задач реализовано как конечный автомат Stateflow ®. Подсистема визуализации содержит возможности, которые позволяют вам видеть результаты симуляции.

SM Velocity Control

Управление скоростью SM

Управляйте скоростью вращения ротора в тяговом приводе с синхронной машиной (SM). Высоковольтная батарея подает SM через управляемый трехфазный преобразователь для обмоток статора и управляемый четырехквадрантный измельчитель для обмотки ротора. Идеальный источник крутящего момента обеспечивает нагрузку. Подсистема управления включает в себя многоскоростную основанную на ПИ структуру каскадного регулирования, которая имеет внешний цикл управления угловой скоростью и тремя внутренними контурами управления током. Планирование задач в Подсистеме управления реализовано как конечный автомат Stateflow ®. Подсистема визуализации содержит возможности, которые позволяют вам видеть результаты симуляции.

Synchronous Machine State-Space Control

Управление состоянием синхронной машины - Пространство

Управляйте токами в тяговом приводе на основе синхронной машины (SM), используя управление пространством состояний. Высоковольтная батарея подает SM через управляемый трехфазный преобразователь для обмоток статора и через управляемый двухквадрантный измельчитель для обмотки ротора. Идеальный источник скорости вращения обеспечивает нагрузку. SM работает ниже номинальной скорости. В каждый момент выборки запрос крутящего момента преобразуется в соответствующие ссылки тока с помощью подхода управления осью нуля d-составляющей. Контроллер обратной связи состояния управляет токами в исходной системе координат ротора. Наблюдатель Luenberger получает зависящие от скорости условия предварительного контроля с feedforward. В симуляции используется несколько шагов крутящего момента как в режиме двигателя, так и в режиме генератора. Планирование задач реализовано как конечный автомат Stateflow ®. Подсистема Возможностей содержит возможности, которые позволяют вам видеть результаты симуляции.

Ссылки

[1] Жирардин, А., и Г. Фридрих. Оптимальное управление генератором синхронного стартера фазного ротора. Отраслевая конференция по применению, 2006, стр. 14-19.

[2] Carpiuc, S., C. Lazar, and D. I. Patrascu. Оптимальное управление крутящим моментом синхронной машины с внешним возбуждением. Контрольная инженерия и прикладная информатика, 14 (2), 2012, стр. 80-88.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

.

См. также

Блоки

SM AC1C | SM Current Controller

Введенный в R2017b

Simscape Electrical документация

Поддержка