Регулирование скорости бесщеточного диска двигателя постоянного тока Используя основанный на гистерезисе токовый контроллер
Этот пример показывает регулирование скорости бесщеточного двигателя постоянного тока (BLDC) диск с помощью основанного на гистерезисе токового контроллера.
Описание
Двигатели BLDC отличаются от нарисованных кистью двигателей постоянного тока в этом, они используют электронную коммутацию (а не механическое устройство), чтобы предоставить степень обмоткам. В его канонической форме бесщеточный двигатель постоянного тока состоит из трапециевидного постоянного магнита коэффициента противо-ЭДС синхронный двигатель, питаемый трехфазным инвертором. Датчик положения, присоединенный к ротору, обеспечивает сигналы положения, требуемые синхронизировать токи статора с коэффициентами противо-ЭДС так, чтобы двигатель действовал в качестве синхронного двигателя в любом случае.
Поскольку коэффициенты противо-ЭДС имеют трапециевидную форму (с плоской областью 120 градусов), максимальный крутящий момент с самой низкой пульсацией разрабатывается, если токи сохранены постоянными во время временных интервалов, когда коэффициенты противо-ЭДС являются также постоянными. Это условие подразумевает операцию с шестью шагами для инвертора, где только две фазы проводят за один раз.
Электрическая модель
Шина DC, смоделированная идеальным источником напряжения постоянного тока 310 В, связывает с трехфазным, двухуровневым конвертером. Этот конвертер генерирует соответствующие трехфазные напряжения, чтобы управлять 300 Вт, двигатель BLDC на 4 000 об/мин.
Система управления
Основные компоненты системы управления:
Регулятор скорости — регулятор сравнивает фактическую частоту вращения двигателя со ссылкой скорости. Если двигатель должен быть ускорен, регулятор увеличивает ссылочную текущую величину для того, чтобы создать больше крутящего момента. Если частота вращения двигателя выше, чем ссылка, регулятор уменьшает ссылочную текущую величину.
Декодер — На основе сигналов датчика Холла, которые обнаруживают положение ротора, декодер выходные параметры три сигнала прямоугольной волны, которые синхронизируются с моторными коэффициентами противо-ЭДС.
Основанный на гистерезисе Токовый контроллер — На основе ссылочной текущей величины и сигналов, обеспеченных декодером, три текущих ссылки сгенерированы и по сравнению с измеренными моторными токами фазы. Ошибки питаются гистерезисное управление с корректируемой полосой, чтобы сгенерировать необходимые сигналы пропускания для трехфазного инвертора. Переключающаяся частота является переменной и зависит от значения гистерезисной полосы и динамики схемы статора.
Симуляция
Запустите симуляцию и наблюдайте формы волны относительно блоков Scope. Первоначально, двигатель вращается на уровне 3 000 об/мин без загрузки.
В 0,05 с крутящий момент нагрузки 0.7 N.m применяется к двигателю. Система управления увеличивает ссылочный ток для того, чтобы обеспечить частоту вращения двигателя на уровне 3 000 об/мин.
В 0,1 с ссылка скорости уменьшается до 1 500 об/мин. Чтобы уважать этот новый сетбол скорости, система управления производит большой отрицательный крутящий момент. Заметьте уменьшенную частоту моторных токов фазы.
В 0,15 с отрицательный крутящий момент нагрузки-0.7 N.m применяется к двигателю. Двигатель теперь действует как генератор, производящий 68 ватт.
Симуляция в реальном времени
Если у вас есть Simulink Real-Time и цель Speedgoat, можно запустить эту модель в режиме реального времени.
Откройте окно Configuration Parameters (или нажмите Ctrl+E), нажмите Code Generation и установите Системный конечный файл на
slrealtime.tlc.Соединитесь с целью и, во вкладке Real-Time, нажмите Run on Target.
Ваша модель будет затем автоматически создана, развернута и выполнена на цели. В зависимости от вашей целевой полосы пропускания потоковой передачи вам, вероятно, придется сократить количество сигналов, переданных в режиме реального времени от цели до хоста - компьютера.