Прямое управление крутящим моментом с модуляцией вектора пробела диска асинхронного двигателя
Этот пример демонстрирует регулирование скорости диска AC переменной частоты с помощью метода прямого управления крутящим моментом (DTC) с модуляцией вектора пробела.
Описание
Электрическая модель
Электроэнергия предоставляется трехфазным диодным выпрямителем AC/DC, соединенным с 600 В, эквивалентная сетка на 60 Гц. Шина DC соединяется с трехфазным, двухуровневым конвертером. Этот конвертер генерирует переменное напряжение и частоту, требуемую для работы переменной скорости асинхронного двигателя на 150 л. с. Кроме того, тормозящий прерыватель соединяется с шиной DC для того, чтобы рассеять кинетическую энергию двигателя во время замедления.
Питаемым инвертором диском асинхронного двигателя можно управлять через различные методы в зависимости от приложения, желаемой эффективности и сложности проектирования контроллера. Обычно используемые схемы являются скалярным управлением (Цикл управления V/Hz или управление потоком разомкнутого контура) или векторное управление (ориентированный на поле на управление или прямое управление крутящим моментом). В нашем примере мы используем метод DTC с модуляцией ширины импульса вектора пробела (SVPWM).
По сравнению с классическим основанным на гистерезисе DTC метод SVPWM-DTC имеет фиксированную частоту переключения. Кроме того, этот метод значительно уменьшает пульсацию крутящего момента двигателя в установившейся операции. Обратитесь к Прямому Управлению Крутящим моментом примера Диска Асинхронного двигателя, чтобы видеть пульсацию крутящего момента электропривода с помощью основанного на гистерезисе управления DTC.
Контроллер DTC SVPWM-Based
DTC является методом управления, который позволяет вам мгновенно управлять моторным магнитным потоком и его электромагнитным крутящим моментом разъединенным способом. Управление крутящим моментом непосредственно разрешает точное статическое и динамическое регулирование скорости.
Основные компоненты подсистемы DTC:
Теките и Вычисление Крутящего момента — потокосцепление Статора оценивается путем интеграции напряжений статора, и крутящий момент вычисляется на основе предполагаемого потока и моторных токов.
Регулятор скорости — регулятор сравнивает фактическую частоту вращения двигателя со ссылкой скорости и генерирует ссылку крутящего момента.
Теките и закрутите регуляторы — расчетная величина потока и крутящий момент по сравнению со ссылочными значениями. Получившийся поток и ошибки крутящего момента питаются антизаключительные регуляторы PI. Выход регулятора потока является напряжением ссылки прямой оси, Vd_ref и выход регулятора крутящего момента являются напряжением ссылки квадратурной оси Vq_ref.
При масштабировании и преобразование — Vd_ref и Vq_ref масштабируются и преобразовываются к трехфазному Vref сигнала с помощью вращающейся ссылки системы координат, данной положением потока phi_pha.
Выход Vref подсистемы DTC питается модулятор SVPWM, который генерирует импульсы к моторному инвертору.
Симуляция
Запустите симуляцию и наблюдайте формы волны относительно Scope_Motor. Первоначально, ссылка потока установлена в 0.9 V.s.
В 0,1 с ссылка скорости установлена в 1 500 об/мин, и двигатель начинает ускоряться. Вы видите, что частота вращения двигателя точно следует за ссылкой скорости, максимальная скорость изменения которой ограничивается 1 200 об/мин/с. Сетбол на 1 500 об/мин достигнут в 1,35 с.
В 1,5 с крутящий момент нагрузки 500 N.m применяется к двигателю. Управление DTC обеспечивает частоту вращения двигателя на уровне 1 500 об/мин.
В 2 с крутящий момент нагрузки уменьшается до 50 N.m и в 2,5 с, ссылка скорости уменьшается до 500 об/мин. Заметьте относительно Предоставления Осциллографа, что тормозящая работа прерывателя рассеивает кинетическую энергию, произведенную двигателем во избежание повышенного напряжения на шине DC.
В 3,5 с ссылка потока увеличена с 0,9 до 1.0 V.s
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
Cirrincione, M., М. Пуччи, Г. Витале. Конвертеры степени и AC электрические диски с линейными нейронными сетями. Нажатие CRC, 2012.