В этом примере показано, как изменить параметры электропривода с помощью модели диска AC3. В этом примере номинальная степень двигателя изменяется с 200 л. с. до 5 л. с. Повторно настроить параметры диска:
Откройте пример: ac3_example. Введите ac3_example в MATLAB® Командное окно.
Параметры устанавливаются для двигателя на 200 л. с.
Симулируйте модель в Режиме Accelerator и наблюдайте результаты.
Дважды кликните блок Field-Oriented Control Induction Motor Drive и выберите вкладку Asynchronous Machine. Скопируйте эти параметры двигателя на 5 л. с. в маску диска.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Система координат | Rotor |
| Дискретная модель решателя | Forward Euler |
| Электрические параметры> Номинальная стоимость> Степень | 3730 |
| Электрические параметры> Номинальная стоимость> Напряжение | 460 |
| Электрические параметры> Номинальная стоимость> Частота | 60 |
| Электрические параметры> значения Эквивалентной схемы> Основной извилистый статор> Сопротивление | 1.115 |
| Электрические параметры> значения Эквивалентной схемы> Основной извилистый статор> индуктивность Утечки | 0.005974 |
| Электрические параметры> значения Эквивалентной схемы> Основной извилистый статор> Взаимная индуктивность | 0.2037 |
| Электрические параметры> значения Эквивалентной схемы> Основной извилистый ротор> Сопротивление | 1.083 |
| Электрические параметры> значения Эквивалентной схемы> Основной извилистый ротор> индуктивность Утечки | 0.005974 |
| Электрические параметры> Начальные Токи> Ia_Magnitude | 0 |
| Электрические параметры> Начальные Токи> Ia_Phase | 0 |
| Электрические параметры> Начальные Токи> Ib_Magnitude | 0 |
| Электрические параметры> Начальные Токи> Ib_Phase | 0 |
| Электрические параметры> Начальные Токи> Ic_Magnitude | 0 |
| Электрические параметры> Начальные Токи> Ic_Phase | 0 |
| Механические параметры> Инерция | 0.02 |
| Механические параметры> Коэффициент трения | 0.005752 |
| Механические параметры> пары полюса | 2 |
| Начальные значения> Промах | 1 |
| Начальные значения> Энгл | 0 |
Чтобы измерить сигналы, сопоставленные к регулятору потока, добавьте эти блоки в подсистему демультиплексора.
Выберите вкладку Controller в маске блока Field-Oriented Control Induction Motor Drive. Установите Regulation type на Torque regulation получить доступ к параметрам контроллера.
Режим регулирования крутящего момента требуется, чтобы обходить параметры регулятора скорости и действовать непосредственно на контроллер ориентированного на поле управления (FOC).
Ток, которым управляет контроллер FOC, зависит потока машины. Контроллер потока гарантирует, что необходимый поток правильно применяется к машине.
Скопируйте эти параметры в маску диска:
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Поток машины> Начальная буква | 0.705 |
| Поток машины> Номинал | 0.705 |
| Поле ориентировало управление> контроллер Потока> Пропорциональная составляющая | 1 |
| Поле ориентировало управление> контроллер Потока> Интегральная составляющая | 0 |
| Поле ориентировало управление> контроллер Потока> частота среза фильтра Lowpass | 10e3 |
| Поле ориентировало управление> контроллер Потока> Flux пределы выхода> Отрицательный | -0.705*1.5 |
| Поле ориентировало управление> контроллер Потока> Flux пределы выхода> Положительный | 0.705*1.5 |
| Поле ориентировало управление> полоса пропускания Гистерезиса Токового контроллера | 1 |
Чтобы применить номинальный крутящий момент к двигателю, измените параметры блоков Stair Generator в подсистеме ссылки Скорости и в подсистеме Крутящего момента нагрузки.
На вкладке Logging блока Scope, набор Decimation к 1 и Variable name к simout1. Выберите Log data to workspace и установите Save format на Structure With Time.
Симулируйте систему в течение 0,5 с. Откройте инструмент FFT Analysis блока powergui.
В списке Input выберите Stator current сигнал и набор Start time к 0.23, Number of cycles к 1, Fundamental frequency к 7.5, и Max Frequency (Hz) к 20000 Гц.
Нажмите Display, чтобы получить график БПФ.
Обратите внимание на то, что переключающаяся частота составляет приблизительно 5 кГц. Чтобы ослабить эту частоту, установите Поток controller Low-pass filter cutoff frequency параметр к 500 Гц.
Откройте блок Scope и наблюдайте сигнал потока. Обратите внимание на то, что установившаяся ошибка высока.
Постепенно увеличивайте контроллер Потока параметр Proportional gain и симулируйте, пока вы не получите удовлетворительный ответ. Увеличение усиления выше определенного значения может вызвать насыщение контроллера Потока. Кривая в следующем графике основана на пропорциональной составляющей 100.
Постепенно увеличивайте контроллер Потока Integral gain и симулируйте, пока вы не получите удовлетворительный установившийся результат с минимальной ошибкой. Следующий график основан на интегральной составляющей 90.
Выберите вкладку Controller в маске блока Field-Oriented Control Induction Motor Drive и установите Regulation type на Speed regulation отредактировать параметры контроллера.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Контроллер скорости> Torque пределы выхода> Отрицательный | -1200*1.5 |
| Контроллер скорости> Torque пределы выхода> Положительный | 1200*1.5 |
| Контроллер скорости> регулятор PI> Пропорциональная составляющая | 1 |
| Контроллер скорости> регулятор PI> Интегральная составляющая | 0 |
| Контроллер скорости> частота среза Скорости | 500 |
| Поле ориентировало управление> Максимальная частота переключения | 500 |
Ускорение изменения скорости должно быть вычислено, чтобы не превышать крутящий момент выходной предел. Необходимым крутящим моментом, чтобы ускорить двигатель на уровне 1 750 об/мин/с дают:
Чтобы применить номинальный крутящий момент к двигателю, измените параметры блоков Stair Generator в подсистеме ссылки Скорости и в подсистеме Крутящего момента нагрузки.
Установите децимацию осциллографа на 25 предотвращать перегрузку памяти. Запустите симуляцию.
Наблюдайте сигнал скорости относительно блока Scope. Установившаяся ошибка высока, и время отклика не приемлемо.
Постепенно увеличивайте параметр Proportional gain контроллера скорости и симулируйте, пока вы не получите удовлетворительное время отклика без перерегулирования. Обратите внимание на то, что, если усиление будет слишком высоко, система будет колебательной. Следующий график основан на пропорциональной составляющей 3.
Постепенно увеличивайте the Integral gain контроллера скорости и симулируйте, пока вы не получите удовлетворительное значение устойчивого состояния с минимальной установившейся ошибкой. Эта кривая основана на интегральной составляющей 100.
Выберите вкладку Converter and DC bus в маске блока Field-Oriented Control Induction Motor Drive, чтобы настроиться, DC соединяют шиной конденсатор и тормозящие параметры прерывателя.
Установите the DC Bus Capacitance параметр на 167e-6.
Емкость шины DC вычисляется для того, чтобы уменьшать пульсацию напряжения.
где:
Pmotor является номинальной степенью электропривода (W).
f является частотой источника переменного тока (Гц).
ΔV желаемая пульсация напряжения (V).
VDC является среднее Напряжение на шине DC (V).
Это уравнение дает приближенное значение конденсатора, требуемого для данного уровня пульсации напряжения. Здесь желаемая пульсация напряжения составляет 50 В.
Электропривод 5 л. с. (3 728 Вт) питается трехфазным источником на 60 Гц. Средним напряжением на шине DC дают:
VDC = 1.35 · VLL,
Необходимый конденсатор затем равен
Установите Braking chopper Shutdown voltage на 660 В и Braking chopper Activation voltage к 700 В.
В моторном режиме пиковое напряжение шины DC равно
Напряжение завершения работы (Vshut) тормозящего прерывателя должно быть немного выше, чем это значение. Чтобы ограничить увеличение напряжения во время регенеративного торможения, напряжение завершения работы установлено в 660 В, и напряжение активации (Vact) установлено в 700 В.
Установите Тормозящий прерыватель Resistance на 131 Ом.
Тормозящее сопротивление прерывателя вычисляется с помощью этого уравнения:
Симулируйте систему и наблюдайте шесть разделов результатов симуляции.
Ускорение без загрузок
Номинальный крутящий момент нагрузки применяется
Скорость устойчивого состояния
Номинальный крутящий момент генерации применяется: Наблюдайте перерегулирование напряжения на шине DC
Замедление
Отрицательное ускорение скорости
