梅尔达·乌卢索伊,马修斯
本视频演示如何使用PWM控制直接调节三相电压。对换向逻辑进行建模,使换向相位以互补方式在正负直流电源电压之间切换。这样,电机所看到的三相电压被平均化。非换向相的反电动势电压有助于我们估计平均相位电压的近似值。
下载模型在这个视频中使用.
在上一个视频中,我们讨论了这种架构,它实现了一个PWM控制的buck变换器,以在不同速度下控制无刷直流电机。在本视频中,我们将向您展示PWM控制的另一种实现方式,我们在第三个电机控制技术对话视频中也详细讨论了这一点。
第二种架构与第一种架构的不同之处在于,它不使用降压转换器降低直流电源电压,而是直接调制三相电压。我们现在从这个模型开始,它已经包含了一些子系统,如控制器、三相逆变器、BLDC和传感器。请随意查看我们之前的视频,了解如何使用Simscape Electrical库中的块构建这些子系统。
在第一个体系结构中,我们在降压变换器子系统下实现了PWM控制。在我们将要构建的这个新架构中,我们将在换相逻辑下实现PWM控制,在那里我们计算要发送到三相逆变器的开关模式。让我们进入这个子系统。
在这里,我们看到我们最终想用这个实现实现什么。我们想要通过取直流电源电压来调制三相电压,在本例中是500伏特,并使用它来在这两个值之间切换换向相的电压-正负直流电源电压的一半。这样,电机看到的有效电压得到平均。
当前的逻辑代表了我们在第三个视频中构建的逻辑,但它不做任何相位切换。如果我们使用这种逻辑,换向相位将在相应扇区内以恒定电压通电。为了使用PWM控制正确切换相位,如图所示,现在我们将修改此逻辑。
注意,在每个PWM周期中,换向相位以互补的方式在+和−250伏特之间切换。例如,在我们交换A相和B相的这段时间,当我们用正电压驱动A相时,B相用负电压驱动,反之亦然。为了实现这一点,我们首先用开关模式复制所有这些块,然后反转交换相位的比特。例如,要反转这个开关模式,我们只需翻转换向阶段A和c中的1和0。在完成剩余的开关模式之后,现在我们添加一个PWM发生器和一个开关,并像这样连接在一起。
PWM发生器的输入是控制器计算的占空比。因此,我们向上,将这个信号输入到换向逻辑,它会自动在子系统中创建一个输入端口。然后,我们设置PWM频率和采样时间,这已在MATLAB工作区中预定义。接下来,我们将切换阈值更新为正值。这样,在PWM信号的接通时间内,我们将根据当前扇区从该部分传递一个开关模式,并在剩余的PWM周期内传递互补模式。
现在,这个逻辑正确地处理了相位切换。为了查看它是否正常工作,让我们模拟这个模型并查看记录的信号。我们看到速度跟踪非常好。测得的速度以橙色显示,这使得有点难以看到绿色的所需速度。这张图显示了500伏的直流电源电压,这里我们看到它是如何在+和之间切换的−换向相位为250伏。作为切换的结果,电机将看到与虚线所示类似的平均电压。
注意,在非换向阶段看到的反电动势电压帮助我们估计电机看到的近似有效电压。例如,在A相换向之前,我们读取−25伏的反电动势电压。因此,我们可以说,电机看到的有效A相电压在整个区域约为- 25伏。使用相同的逻辑,我们可以用虚线显示A、B和C相的近似反电动势电压。
总之,在本视频中,我们建立了一个模型来实现PWM控制,直接将三相电压调制到无刷直流电机,以控制其在不同值下的速度。有关BLDC电机控制的更多信息,请查看此视频下面的链接。
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