Регулирование скорости бесщеточного диска двигателя постоянного тока Используя переменный DC соединяет инвертор с шестью шагами
Этот пример демонстрирует регулирование скорости бесщеточного DC (BLDC), электропривод с помощью переменной DC соединяет инвертор с шестью шагами.
Описание
В его канонической форме двигатели BLDC состоят 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 величина напряжения пропорциональна частоте вращения двигателя, скорость может затем быть отрегулирована путем варьирования напряжения ссылки DC, соединенного с трехфазным инвертором.
Электрическая модель
Конвертер DC/DC питается идеальным источником постоянного тока, и его выходной фильтр позволяет вам варьироваться напряжение ссылки DC. Шина DC соединяется с трехфазным, двухуровневым конвертером. Этот конвертер генерирует соответствующее трехфазное напряжение для операции 300 Вт, двигателя BLDC на 4 000 об/мин.
Система управления
Основные компоненты системы управления:
Регулятор скорости — регулятор сравнивает фактическую частоту вращения двигателя со ссылкой скорости и генерирует ссылку напряжения постоянного тока.
Регулятор напряжения — измеренное напряжение ссылки DC сравнивается со ссылочным значением. Получившаяся ошибка питается антизаключительный регулятор PI. Откорректировать ошибку, регулятор выходные параметры необходимый рабочий цикл (D) значение к конвертеру DC-DC.
Коммутационная Генерация Последовательностей и Импульсов — поскольку коэффициенты противо-ЭДС имеют трапециевидную форму (с плоской областью 120o), максимальный крутящий момент с самой низкой пульсацией, разрабатывает, 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. На основе положения ротора (полученный из датчиков Эффекта Холла) и моторное направление вращения, этот блок генерирует соответствующие импульсы к трехфазному инвертору, питающему двигатель.
Эта таблица приводит шесть возможных коммутационных последовательностей для против часовой стрелки вращение двигателя:
Этот рисунок показывает две коммутационных последовательности для против часовой стрелки вращение двигателя.
Для правильного функционирования двигателя BLDC необходимо сохранить угол между статором и потоком ротора близко к 90 °. С управлением с шестью шагами двигатель имеет в общей сложности шесть возможных векторов потока статора. Вектор потока статора должен быть изменен в определенном положении ротора. Однако с методом управления с шестью шагами не возможно сохранить угол между потоком ротора и потоком статора на уровне 90 °. Действительный угол варьируется от 60 ° до 120 °.
Для [C-B +] последовательность, можно проверить от левого изображения в схеме, что положение ротора Северный полюс варьируется от 60 ° до 120 ° перед статором Северный полюс с отвращением между полюсами той же полярности, производящей против часовой стрелки вращение. В то же время положение ротора Южный полюс варьируется от 120 ° до 60 ° позади статора Северный полюс с привлекательностью между двумя противоположными полюсами, все еще производящими против часовой стрелки вращение.
Симуляция
Запустите симуляцию и наблюдайте формы волны относительно Осциллографа 1. Первоначально, двигатель вращается на уровне 4 000 об/мин без загрузки.
В 0,1 с крутящий момент нагрузки 0.6 N.m применяется к двигателю. Система управления увеличивает ссылку напряжения ссылки DC для того, чтобы обеспечить частоту вращения двигателя на уровне 4 000 об/мин.
В 0,25 с ссылка скорости уменьшается до 1 000 об/мин. Система управления значительно уменьшает ссылку напряжения ссылки DC для того, чтобы уважать новую ссылку скорости. Заметьте уменьшенную частоту моторных токов фазы.
На Осциллографе 2, можно наблюдать регулятор DC выход (D), а также изменения напряжения ссылки DC.
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.
Ссылки
Музиль, J. 3-фазовый диск BLDC Используя переменный DC соединяет инвертор с шестью шагами. Чешские системные лаборатории Freescale. 2006.
Смотрите также
Блок управления приводом (Часть 1): Введение в Бесщеточные двигатели постоянного тока, Melda Ulusoy, MathWorks https://www.mathworks.com/support/search.html/videos/brushless-dc-motors-introduction-1564728874059.html? fq=asset_type_name:video%20category:physmod/sps/index&page=1