AC6 - 100 кВт Внутренний синхронный двигатель с постоянными магнитами
Этот пример показывает управление Вектора для синхронного двигателя с постоянными магнитами (PMSM) внутри во время регулирования крутящего момента.
В модели ac6_example предполагалось, что PMSM имел свои постоянные магниты, установленные на поверхности ротора. Поэтому этот тип PMSM имеет равномерный воздушный зазор и не имеет салиентности, следовательно, Ld = Lq. Принято, что PMSM имеет ротор с внутренними постоянными магнитами. Влияние строения заглубленных магнитов является салиентностью ротора, которая делает Lq > Ld и вводит член реактивного крутящего момента в уравнение крутящего момента PMSM. Чтобы воспользоваться преимуществом реактивного крутящего момента, компонент тока Id больше не устанавливается на нуль, это для PMSM с поверхностными установленными постоянными магнитами.
Оливье Трембле, Луи-А. Dessaint (Ecole de Technologie Superieure, Монреаль).
Описание
Эта схема использует измененную версию AC6 блока библиотеки электроприводов Specialized Power Systems. Он моделирует управление вектором ослабления потока для 100 кВт, 12500 об/мин, основного полюса PMSM, работающего от источника 288 В постоянного тока. Механическая система представлена снаружи. Вот почему вход двигателя является скоростью, а выход - электромагнитным крутящим моментом.
Синхронный Привод состоит из четырех основных частей: Электрический двигатель, Трехфазный Инвертор, Контроллер VECT и Контроллер Скорости.
Электрический двигатель - 288 В постоянного тока, 100 кВт PMSM. Этот двигатель имеет 8 полюсов, и магниты зарыты (тип выступающего ротора).
Трехфазный Инвертор является инвертором источника напряжения, управляемым ШИМ. Этот блок построен с использованием Универсального Мостового Блока.
Блок контроллера VECT вычисляет три начальных тока линии двигателя, соответствующих ссылкам на поток и крутящий момент, а затем генерирует соответствующий ШИМ с помощью трехфазного регулятора тока. Когда требуется номинальный поток, оптимальное управление используется в порядок, чтобы минимизировать амплитуду линии тока для необходимого крутящего момента. Когда необходимо ослабление потока, амплитуда и фаза тока изменяются, чтобы расширить рабочую область значений крутящий момент-скорость.
Контроллер скорости используется в режиме регулирования крутящего момента. Нормированное значение потока вычисляется скоростью машины в порядок, чтобы выполнить управление ослаблением потока.
Блок ограничения крутящего момента используется, чтобы предотвратить ограничение из-за характеристики крутящего момента этого двигателя для источника 288 В постоянного тока. Когда внутреннее напряжение машины достигает напряжения инвертора (потому что требуемый крутящий момент слишком велик для скорости двигателя), инвертор переходит в режим насыщения (требуемый ток больше не может течь в двигатель). После этой точки происходит потеря отслеживания тока, которая уменьшает ток мотора. Этот блок используется, чтобы уменьшить крутящий момент ссылки как функцию от скорости двигателя и характеристики крутящий момент-скорость, порядок никогда не работать в режиме насыщения инвертора.
На крутящем моменте двигателя, скорости, степени, токов и напряжений двигателя.
Симуляция
Запустите симуляцию. Можно наблюдать крутящий момент двигателя (электромагнитный и эталонный), скорость ротора, механическую степень (электромагнитный и эталонный), токи статора (величина, Iq и Id) и напряжения статора (величина, Vq и Vd)
При t = 0 с точки набора крутящих моментов устанавливается равным 256 Нм (номинальный крутящий момент двигателя). Электромагнитный крутящий момент быстро достигает ссылки.
При t = 0,104 с скорость ротора превышает номинальную скорость 3000 об/мин. Следовательно, ослабление потока выполняется для порядка противоэлектродвижущей силы (BEMF) двигателя; поэтому токовый компонент Id увеличивается (отрицательно). Кроме того, контрольный крутящий момент ограничен (из-за характеристики крутящего момента-скорости двигателя), чтобы предотвратить насыщение инвертора, вызывая уменьшение компонента тока q-составляющей. Обратите внимание, что величина тока постоянна; изменяется только угол.
Теперь измените Ссылочный крутящий момент на 100 Нм и наблюдайте результаты:
При t = 0 с точки набора крутящих моментов устанавливается на 100 Нм. Амплитуда тока оптимальна для этого крутящего момента.
При t = 0,28 с скорость ротора превышает номинальную скорость 3000 об/мин. Следовательно, ослабление потока выполняется для порядка противоэлектродвижущей силы (BEMF) двигателя; поэтому токовый компонент Id увеличивается (отрицательно).
На t = 1,06 с ссылка ограничивается (из-за характеристики крутящего момента двигателя), чтобы предотвратить насыщение инвертора, вызывая уменьшение компонента тока q-составляющей. Величина тока поддерживается на постоянном значении, но изменяется фаза тока.
Обратите внимание, что электромагнитный крутящий момент точно соответствует ссылке крутящему моменту даже в области ослабления потока.
Примечания
1) Система степени была дискретизирована с временным шагом 2 us. Контроллер скорости использует выборку 140 us, и контроллер вектора использует шаг расчета 20 us в порядок, чтобы симулировать устройство микроконтроллера управления.