Оцените параметры асинхронного двигателя Используя рекомендуемое оборудование

Открытый пример

Этот пример определяет параметры трехфазного асинхронного двигателя AC (ACIM) использование рекомендуемого Техаса оборудование Instruments™. Пример определяет эти параметры:

  • Сопротивление статора${R_s}$ (Ом)

  • Сопротивление ротора${R_r}$ (Ом)

  • Намагничивание индуктивности${L_m}$ (H)

  • Индуктивность утечки статора${L_{ls}}$ (H)

  • Индуктивность утечки ротора${L_{lr}}$ (H)

  • Инерция двигателя$J$ (Kg.m^2)

  • Трение, постоянное$B$ (N.m.s)

Пример принимает минимальные необходимые параметры моторного и оборудования, запускает тесты на целевом компьютере и отображает предполагаемые параметры.

Примечание: Этот пример не поддерживает симуляцию. Используйте настройку поддерживаемого оборудования, чтобы запустить этот пример.

Необходимые условия

  • Убедитесь, что двигатель находится в условии без загрузок.

  • Убедитесь, что двигатель имеет квадратурный датчик энкодера. Инструменту оценки параметра нужен квадратурный датчик энкодера, чтобы измерить скорость ротора.

Поддерживаемые аппаратные средства

Этот пример поддерживает только следующую аппаратную конфигурацию:

  • Контроллер LAUNCHXL-F28379D

  • Инвертор BOOSTXL-DRV8305

  • Трехфазный асинхронный двигатель AC с квадратурным датчиком энкодера

  • Предоставление мощности постоянного тока

Необходимый MathWorks® Product

Чтобы запустить оценку параметра, вам нужно:

  • Motor Control Blockset™

  • Embedded Coder®

  • Пакет поддержки Embedded Coder для процессоров Texas Instruments C2000™

Подготовьте оборудование

1. Присоедините плату инвертора к плате контроллера, таким образом, что J1 и J2 BOOSTXL выравниваются с J1 и J2 LAUNCHXL.

2. Соедините моторные три фазы с MOTA, MOTB и MOTC на плате инвертора BOOSTXL.

3. Соедините предоставление мощности постоянного тока с PVDD и GND на плате инвертора BOOSTXL.

4. Соедините квадратурные контакты энкодера (G, я, A, 5 В, B) к QEP_A на плате контроллера LAUNCHXL.

Для получения дополнительной информации относительно этих связей, смотрите Аппаратные Связи.

Для получения дополнительной информации относительно настроек модели, смотрите Параметры конфигурации Модели.

Для LAUNCHXL-F28379D загрузите пример программы к CPU2, например, программу, которая управляет синим LED CPU2 с помощью GPIO31 (c28379D_cpu2_blink.slx) гарантировать, что CPU2 по ошибке не сконфигурирован, чтобы использовать периферийные устройства платы, предназначенные для CPU1.

Parameter Estimation Tool

Инструмент оценки параметра включает целевую модель и модель хоста. Модели связываются друг с другом при помощи последовательного интерфейса. Для получения дополнительной информации смотрите Целевую Хостом Коммуникацию.

Введите детали о настройке оборудования и двигателе под тестом в модели хоста. Целевая модель использует алгоритм, чтобы выполнить тесты на двигателе и оценить параметры двигателя. Модель хоста запускает необходимые тесты и отображает предполагаемые параметры.

Подготовьте рабочую область

Откройте модель хоста оценки параметра. Можно также использовать эту команду, чтобы открыть модель хоста:

open_system('mcb_acim_param_est_host_read.slx');

Введите эти детали в модель хоста, чтобы подготовить рабочую область.

  • Коммуникационный порт — В Хосте Последовательное диалоговое окно параметров блоков Setup, выберите имя последовательного порта, с которым соединяется оборудование. Выберите доступный порт из списка. Для получения дополнительной информации смотрите, Находят Коммуникационный порт.

  • Необходимые Входные параметры — Вводят моторную спецификацию и данные о настройке оборудования. Можно получить эти значения или из моторной таблицы данных или из моторной шильды.

         - Номинальное Напряжение — номинальное напряжение (значение RMS от линии к линии) двигателя (Вольты).

         - Введите напряжение постоянного тока — напряжение питания DC для инвертора (Вольты).

         - Номинальный Ток — номинальный ток (пиковое значение фазы) двигателя (Ампер).

         - Номинальный Намагничивающий Ток (Id0) — Расчетное намагничивание, текущее из двигателя (Ампер). Для подробных инструкций вычислить это значение, смотрите раздел Compute Nominal Magnetizing Current (Id0).

         - Пары полюса — количество пар полюса двигателя.

         - Расчетная Частота — расчетная частота работы двигателя (Герц).

         - Общие Разрезы QEP — количество разрезов, доступных в квадратурном датчике энкодера. По умолчанию это поле имеет значение 1000.

Примечание: Когда обновление Необходимые Входные параметры, рассмотрите эти ограничения:

  • Тесты защищают оборудование от отказов сверхтока. Однако, чтобы гарантировать, что эти отказы не происходят, сохраните номинальный ток двигателя (вводимым в поле Nominal Current) меньше, чем максимальный ток поддерживаемый инвертором.

  • Если вы имеете основанный на SMPS модуль предоставления мощности постоянного тока, устанавливаете безопасный текущий предел для источника питания из соображений безопасности.

Разверните целевые модели

Прежде, чем запустить тесты при помощи инструмента оценки параметра, необходимо загрузить двоичные файлы (.hex/ .out) сгенерированный целевой моделью в целевой компьютер. Существует два рабочих процесса, чтобы загрузить двоичные файлы:

Рабочий процесс 1: создайте и разверните целевую модель

Используйте этот рабочий процесс, чтобы сгенерировать и развернуть код для целевой модели. Убедитесь, что вы нажимаете Ctrl+D, чтобы обновить рабочую область с необходимыми входными значениями из модели хоста.

Кликните по этой гиперссылке, доступной в модели хоста оценки параметра, чтобы открыть целевую модель:

Нажмите Build, Deploy & Start во вкладке Hardware, чтобы развернуть целевую модель в оборудование.

Примечание: Проигнорируйте предупреждающее сообщение Multitask data store option in the Diagnostics page of the Configuration Parameter Dialog is none отображенный советником модели, путем нажатия кнопки Always Ignore. Это - часть намеченного рабочего процесса.

Рабочий процесс 2: вручную загрузите целевую модель

Используйте этот рабочий процесс, чтобы развернуть двоичные файлы (.hex/ .out) из целевой модели вручную при помощи стороннего инструмента (рабочему процессу не нужна генерация кода).

  • Найдите двоичные файлы (.hex/ .out) в этом местоположении:

         - < matlabroot >\toolbox\mcb\mcbexamples\mcb_acim_param_est_f28379D_DRV8305.out

mcb_acim_param_est_f28379D_DRV8305.out файл использует зафиксированное квадратурное количество разрезов энкодера 1 000, поэтому можно использовать этот файл только для двигателей, соединенных с квадратурным энкодером с 1 000 разрезов.

  • Откройте стороннюю программу, чтобы развернуть двоичные файлы (.hex/ .out).

  • Загрузите и запустите двоичные файлы (.hex/ .out) на целевом компьютере.

Оцените параметры двигателя

Используйте следующие шаги, чтобы запустить инструмент оценки параметра Motor Control Blockset:

1. Убедитесь, что вы развертываете двоичные файлы (.hex/ .out) сгенерированный от целевой модели до целевого компьютера и обновления необходимые детали в модели хоста.

2. В модели хоста проверяйте, запущено ли положение переключателя ползунка Остановки Запуска. Затем нажмите Run во вкладке Simulation, чтобы запустить тесты оценки параметра.

3. Модель хоста отображает предполагаемые параметры двигателя после успешного завершения тестов.

Когда завершенные тесты оценки параметра, Тестовое Состояние LED становится зеленым.

Если тесты прерваны, Тестовое Состояние LED покраснело. Когда LED покраснеет, запустите модель хоста, чтобы повторно выполнить тесты оценки параметра.

Во время чрезвычайной ситуации можно вручную повернуть переключатель ползунка Остановки Запуска к положению Остановки, чтобы остановить тесты оценки параметра. Кроме того, модель прерывает тесты оценки параметра и поворачивает эти светодиоды, красные, чтобы защитить оборудование от следующих отказов:

1. Отказ сверхтока (этот отказ происходит, когда фактический ток, чертивший от источника питания, является больше, чем Номинальное Текущее значение, заданное в разделе Required Inputs модели хоста),

2. Отказ пониженного напряжения (этот отказ происходит, когда введенное напряжение постоянного тока опускается ниже 80% Входного значения напряжения постоянного тока, заданного в разделе Required Inputs модели хоста),

3. Отказ последовательной передачи

Сохраните предполагаемые параметры

Можно экспортировать предполагаемые параметры двигателя и затем использовать их для проекта системы управления и симуляции.

Чтобы экспортировать, нажмите Save Parameters, чтобы сохранить предполагаемые параметры в MAT (.mat) файл.

Чтобы просмотреть сохраненные параметры, загрузите MAT (.mat) файл в рабочей области MATLAB®. MATLAB сохраняет параметры в структуре под названием motorParam в рабочей области.

Нажмите Open Model, чтобы создать новую модель Simulink® с блоком Induction Motor. Блок использует motorParam переменные структуры из рабочего пространства MATLAB.

Примечание:

  • Для некоторых последовательностей фазы инструмент оценки параметра не может вычислить Инерцию двигателя и Трение Постоянные параметры. Обменяйтесь любыми двумя моторными связями фазы и попытайтесь запустить модель хоста оценки параметра снова, чтобы оценить эти параметры.

  • При следующих условиях немного увеличьте Номинальный Текущий необходимый вход в модели хоста (например, увеличение 10% исходного значения) и запустите тесты оценки параметра снова:

         - Когда модель хоста запускает и выполняет тесты, сигнал отладки Скорости (в осциллографе времени, доступном в модели хоста), не достигает устойчивого значения приблизительно 0.6 на модуль (PU).

         - При выполнении модели хоста многократно, варьируются Постоянные значения Инерции двигателя и Трения.

Повторите этот шаг, пока сигнал Скорости не стабилизируется (приблизительно в 0.6 PU) в осциллографе времени. Это гарантирует, что вычисленные Постоянные значения Инерции двигателя и Трения точны.

  • Рекомендуется установить напряжение на шине DC источника питания на следующее значение:

$$Input\;DC\;Voltage\;{\rm{ }}(V) = (\sqrt 2 ) \times \left[ {Nominal\;Voltage\;of\;motor\;(V)\:(line - line\;RMS\;value)} \right]$$

  • Можно определить общую индуктивность утечки (в Генри) использование${L_{ls}}$ и${L_{lr}}$ значения, вычисленные инструментом оценки параметра:

$${L_{ls}} = {L_{lr}} = \left( {{{Total\;leakage\;inductance} \over 2}} \right)$$

  • Инструмент оценки параметра не оценивает оцененный промах (slip_rated). Инструмент вычисляет расчетную скорость$\left( {\left( {1 - {\rm{slip}}\_{\rm{rated}}} \right) \times {\rm{synchronous\;speed}}} \right)$, принимающую это${\rm{slip}}\_{\rm{rated}} = 0.25$. Мы рекомендуем, чтобы вы измерили slip_rated или получите его из моторной таблицы данных.

Вычислите номинальный намагничивающий ток (Id0)

Можно получить значение номинального текущего намагничивания (Id0) из двигателя под тестом или от моторной таблицы данных или путем выполнения стандартных тестов без загрузок и экспериментов. Опционально, можно выполнить эту альтернативную процедуру, чтобы вручную вычислить Id0 значение.

1. Можно сконфигурировать целевую модель, включенную в Запуск в качестве примера 3-фазовые электродвигатели переменного тока в Регулировании без обратной связи, и Калибровать Смещение ADC параметрами двигателя под тестом и выделить пути для ссылки частоты (${f^{ref}}$) и ссылки напряжения (${V^{ref}}$) обработка таким образом, что эти сигналы становятся независимыми друг от друга.

Кроме того, используйте блоки драйверов ADC (доступный в целевой модели), чтобы вычислить реальное значение фазы, текущей из двигателя. Можно измерить это значение непосредственно или отправить это значение в модель хоста через последовательную передачу для контроля.

Примечание: смещение ADC зависит от значения усиления ADC inverter.SPI_Gain_Setting то, что вы конфигурируете в скрипте инициализации модели, сопоставленном с целевой моделью. Изменение усиления ADC также изменяет смещение ADC.

2. Установите${f^{ref}}$ на 50% расчетной частоты${V^{ref}}$ к 50% номинального напряжения.

3. Увеличьтесь${f^{ref}}$ до Расчетной Частоты и${V^{ref}}$ до значения между 90% и 95% Номинального Напряжения.

4. Убедитесь, что двигатель находится в условии без загрузок, и моторная текущая фаза намагничивает текущий. После того, как вы запускаете модель и двигатель, контролируете текущую фазу.

Измерьте пиковое значение текущей фазы. Можно считать это значение как номинальное намагничивание текущим (Id0) из двигателя под тестом.

Документация Motor Control Blockset

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте