实现空间矢量PWM VSI感应电机驱动器
的Simscape /电气/专用电源系统/电气传动/交流传动
的空间矢量PWM VSI感应电机驱动block代表了一个经典的闭环电压/Hz控制感应电机驱动。该块包含一个闭环速度控制与滑差调节。速度控制回路输出电机参考转差率,该转差率加到测量的转子转速上,得到定子磁通的参考频率。参考定子电压由伏特/Hz控制和恒定磁通策略导出。定子频率和电压参考然后被用来获得所需的PWM信号的逆变器遵循空间矢量调制策略。
此驱动器相比,矢量控制驱动器的主要优点是其实现的简单。然而,与大多数标量控制的驱动器,此驱动器的动态响应是缓慢的,由于在本机的转矩和通量之间存在固有的耦合效应。
在Simscape™电气™专门的电力系统软件空间矢量PWM VSI感应电机驱动block通常称为AC2
电机驱动。
的空间矢量PWM VSI感应电机驱动块使用从电子驱动/基本驱动块库中的以下模块:
速度控制器(标量控制)
空间矢量调制
直流母线
逆变器(三相)
模型是离散的。用a2进行了仿真,得到了较好的仿真结果µ的时间步。该控制系统有两种不同的采样时间:
速度控制器的采样时间
空间矢量调制器的采样时间控制器
速度控制器取样时间必须的空间矢量调制器采样时间的倍数。后者取样时间必须模拟时间步骤的倍数。
仿真步长必须根据逆变器的开关频率选择。经验法则是选择比切换周期小100倍的模拟步长。如果模拟步长设置过高,可能会导致模拟结果出现错误。平均值逆变器允许使用更大的仿真时间步长,因为它不产生小的时间常数(由于RC缓冲器)固有的详细变换器。对于采样时间为20°s的控制器,对于采样时间为20°s的仿真时间步长,得到了较好的仿真结果。这个时间步长,当然,不能高于控制器的时间步长。
选择输出变量是如何组织的。如果您选择多种输出总线
(默认),该块具有三个独立的输出总线用于电机,转换器和控制器的变量。如果您选择单输出总线
,单总线上的所有变量输出。
详细型和中值型变频器的选择。默认是详细的
。
选择负载转矩,电机转速和机械旋转端口作为机械输入。默认是转矩Tm
。
如果选择并施加一个负载转矩,则输出为电机转速,根据以下描述机械系统动力学的微分方程:
这个机械系统包含在电机模型中。
对于机械旋转端口,连接端口S用于机械输入和输出。它允许直接连接到Simscape环境。电机的机械系统也包括在驱动器中,并基于相同的微分方程。
如果选择对电动机速度的机械输入,则得到的电磁转矩作为输出,允许你对外代表机械系统动力学。内部机械系统不与这种机械输入选择和不显示的惯性和粘性摩擦参数使用。
选中此复选框时,电动机
,CONV
和Ctrl
测量输出使用信号名称来识别总线标签。对于要求总线信号标签只有字母数字字符的应用程序,请选择此选项。
当该复选框被清除(默认值),测量输出使用信号定义来识别总线标签。标签包含非字母数字字符是用一些不兼容的Simulink万博1manbetx®应用。
当点击该按钮时,一个示出的速度和电流控制器的原理图出现。
的调节器选项卡显示的参数速度控制器(标量控制)和空间矢量调制电气传动/基本驱动块库的块。
SP
的速度或转矩设定点。速度设定点可以是一个阶跃函数,但速度变化率将遵循加速/减速斜坡。如果负载转矩和速度具有相反的符号,加速转矩将是电磁和负荷转矩的总和。
Tm
要么WM
机械输入:负载转矩(Tm)或电机转速(Wm)。对于机械旋转端口,该输入被删除。
A,B,C
电机驱动的三相端子。
WM
,Te
要么年代
机械输出:电动机速度(WM),电磁转矩(Te)的或机械的旋转端口(S)。
当。。。的时候输出总线模式参数设置为多种输出总线,该块有以下三个输出总线:
电动机
电机测量矢量。这个向量允许您使用总线选择块。
CONV
三相转换器测量矢量。该载体包含:
直流母线电压
整流器的输出电流
逆变器输入电流
请注意,所有的电流和电压值的桥梁可以可视化与万用表块。
Ctrl
控制器测量矢量。该载体包含:
滑移补偿
速度误差(速度基准斜坡和实际速度之间的差)
速度参考斜坡
当。。。的时候输出总线模式参数设置为单输出总线,该块将电机、Conv和Ctrl输出分组到单个总线输出中。
该库包含一个3马力和一个200马力的驱动器参数集。这两个驱动器的规格如下表所示。
3 HP和200种马力驱动器规格
3 HP开车 |
200马力驱动 |
||
---|---|---|---|
驱动器输入电压 |
|||
振幅 |
220伏 |
575 V |
|
频率 |
60赫兹 |
60赫兹 |
|
电机的额定值 |
|||
权力 |
3惠普 |
200马力 |
|
速度 |
1705转 |
1785 RPM |
|
电压 |
220伏 |
575 V |
[1] Bose, b K。现代电力电子和交流驱动。上鞍河,新泽西州:普伦蒂斯-霍尔出版社,2002年。
[2] Grelet,G.,和G. Clerc的。Actionneurs规程,EDITIONS。巴黎:Eyrolles,1997年。
[3]克劳斯,p.c。电机的分析。纽约:McGraw-Hill出版社,1986年。