Регулирование скорости переключаемого реактивного двигателя 6/4
Этот пример показывает регулирование скорости трехфазного переключаемого реактивного двигателя (SRM) 6/4.
Описание
Переключаемые реактивные двигатели являются двигателями переменного тока, которые вращаются от реактивного момента. Их роторы не имеют обмоток или постоянных магнитов. Распространенными типами SRM являются трехфазные 6/4 (где 6 - количество полюсов статора, а 4 - количество полюсов ротора), четырехфазные 8/6 и пятифазные 10/8. SRM подключены к силовым электронным преобразователям, которые возбуждают соответствующие фазы статора на основе положения ротора.
Электрическая модель
Шина постоянного тока, смоделированная как идеальный источник постоянного тока 240 В, соединяется с степенью электроники, питающим трехфазный 6/4 SRM. Конвертер моделируется с помощью трех однофазных, полномостовых конвертеров. Полномостовые преобразователи прикладывают положительное или отрицательное напряжение к обмоткам статора для питания или обесточивания их, соответственно.
В примере используется родовой тип модели SRM. Электрическая часть представлена нелинейной моделью, основанной на характеристике намагниченности, составленной из нескольких кривых намагниченности, и на характеристике крутящего момента, вычисленной из кривых намагниченности. Характеристика намагниченности вычисляется с помощью нелинейных функций и заданных параметров двигателя. Можно визуализировать кривые намагниченности (включая поток редактирования как функцию от токов статора и положения ротора), проверив параметр Plot magnetization curves блока Switched Renuctance Motor и нажав Apply.
Система управления
Основными компонентами системы управления SRM являются:
Регулятор Скорости - Регулятор сравнивает фактическую скорость двигателя с ссылкой скорости. Если двигатель нужно ускорить, регулятор увеличивает ссылку тока (Iref), чтобы создать больше крутящего момента. Напротив, если скорость мотора выше ссылки, регулятор уменьшает Iref.
Коммутационный Логический блок - На основе положения ротора (представленного theta от модели SRM) и углов включения и выключения, этот блок генерирует управляющие сигналы, чтобы получить соответствующую коммутационную последовательность для создания крутящего момента.
Регулятор Тока - На основе желаемого опорного тока, Iref, и коммутационных логических сигналов, создается текущая ссылка для каждой из трех фаз. Затем каждую ссылку тока сравнивают с соответствующим измеренным током статора. Когда полученная ошибка пересекает положительное значение полосы гистерезиса, порядок проводимости отправляется на соответствующий полномостовой преобразователь. Затем преобразователь прикладывает положительное напряжение к обмотке статора, порядка возбуждать положительный ток в обмотку. В течение периода свободного колеса (когда импульса нет) отрицательное напряжение прикладывается к обмоткам, и сохраненная энергия возвращается к источнику постоянного тока степени через диоды.
Следующий рисунок иллюстрирует последовательность коммутации для трех положений ротора.
В положении 1 ротора положительное напряжение прикладывается к обмоткам A1 и A2. Получившееся магнитное поле создает реактивный крутящий момент, который заставляет полюс ротора совмещаться с вновь возбужденными полюсами статора.
Когда двигатель достигает положения ротора 2, обмотки A1 и A2 обмотки обесточиваются и обмотки B1 и B2 возбуждаются, чтобы сохранить вращение ротора по часовой стрелке. Это действие сохраняет вращение ротора по часовой стрелке, потому что ротор пытается выровняться с B1 и B2 обмотками.
Наконец, когда двигатель достигает положения 3, обмотки B1 и B2 обмотки обесточиваются, и обмотки C1 и C2 возбуждаются. Поскольку ротор имеет четыре полюса, эта последовательность повторяется каждые 90 степени.
В этом примере углы включения и выключения (относительно обмоток A1 и A2 статора) поддерживаются постоянными на уровне 45 степеней и 75 степеней. Углы ротора, когда фазы A, B и C возбуждаются, затем соответственно равны 45, 75 и 105 степеням относительно оси А фазы.
Симуляция
Запустите симуляцию и наблюдайте форму волны на блоке с именем Scope1. Двигатель переходит с нулевой скорости на 1500 об/мин с крутящим моментом нагрузки 15 Н.м. На 0,15 с крутящий момент нагрузки увеличивается до 75 Н.м. Система управления увеличивает ток ссылки в порядок поддержания скорости двигателя на 1500 об/мин. На 0,3 с ссылка скорости ступенчатая до 2500 об/мин. Чтобы достичь желаемой скорости, система управления мгновенно производит большой крутящий момент путем увеличения токов мотора.
Симуляция в реальном времени
Если у вас есть Simulink Real-Time и цель Speedgoat, можно запустить эту модель в реальном времени.
Откройте окно Configuration Parameters (или нажмите Ctrl + E), нажмите Генерация Кода и установите Системный целевой файл равным
slrealtime.tlc.Подключитесь к целевому объекту и на вкладке Real-Time нажмите Run on Target.
Затем ваша модель будет автоматически построена, развернута и выполнена на цели. В зависимости от целевой потоковой полосы, вам, вероятно, придется уменьшить количество сигналов, переданных в реальном времени от цели к хосту-компьютеру.
Ссылка
Рыцарь, Энди. Электрические машины - переключаемые реактивные двигатели. Университет Калгари. https://people.ucalgary.ca/~aknigh/electrical_machines/other/sr.html
Внешний веб-сайт
Википедия. «Переключенный реактивный двигатель». Доступ к октябрю 28 2020. https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Switched_reluctance_motor&oldid=985833502