感应电机速度控制
利用Simulink开发和部署感应电机速度控制算法万博1manbetx
电机控制Blockset
设计与实施电机控制算法
感应电机速度控制是通过控制感应电机中的电流来调节速度的过程。虽然经常用于固定频率的应用,感应电动机是流行的变频应用,如工业驱动器和电动汽车。对于变频操作,逆变器调制电流到定子绕组。
传说:
黄色箭头-产生的扭矩
洋红色的箭头-旋转的定子磁场
蓝色箭头-转子速度
感应电动机通过定子和转子的磁场的耦合操作。定子中的电流产生旋转磁场,该旋转磁场诱导转子中的电流和滞后磁场。磁场相互作用使转子以小于定子场的旋转速度的角速度旋转。这种旋转滞后称为滑动,在电机轴上提供扭矩。增加电机负荷将增加滑动和电动机扭矩输出。
对于鼠笼式感应电动机,使用速度控制磁场定向控制我(FOC)调节d和我问使得通量与I成正比d扭矩与I成比例问.这种方法增加了速度范围,并改善了动态和稳态性能。万博1manbetx®允许您使用多速率仿真来设计,调整和验证硬件测试前通过电机的完整工作范围的FOC算法。
这个Sim万博1manbetxulink图说明了三相鼠笼感应电动机速度控制的典型FOC算法。
感应电机控制策略的主要组成部分包括:
- 内环(比例积分或PI)
- Q轴电流控制:调节Q轴电流以控制施加到电机的电扭矩
- D轴电流控制:用于防范控制,调节电流以降低D轴通量,并允许电机以扭矩为代价旋转其基线速度以上的基线速度
- 外循环(π):感应电动机速度控制回路。与内圈(电流控制)相比,该环路的采样率较慢,并产生扭矩设定值。处理设定值以创建内部环路的D轴和Q轴电流参考
- 克拉克变换,公园变换和逆公园变换:在静止和旋转同步帧之间转换
- 滑动速度估计:由于感应电动机是异步的,所以估计定子和转子频率之间的滑动以计算转子的同步速度和位置
- 空间矢量调制(SVM):产生调制脉冲来控制逆变器中的电力电子开关
- 速度传感器:感应电机的速度可以用a来测量正交编码器或其他传感器.对于感应电动机的无传感器控制,基于观察者的算法替换了物理传感器并实时估计电机速度。
Simscape电气™和电机控制Blockset™提供感应电动机和磁场定向控制异步电机速度控制仿真模型开发的实例。用Simulink模拟感应电机速度控制可以帮助您减少原型测试,并让您验证控制算法对故障条件的万博1manbetx鲁棒性,这些故障条件在硬件上测试是不实际的。
采用Simscape电气和电机控制块集,电机控制工程师开发电机速度控制:
- 建模感应电动机,逆变器和速度和电流控制器
- 自动传递感应电动机速度控制环使用控制设计技术
- 设计了估计转子位置和速度的观测器算法。
- 模拟开机、关机、错误模式,设计降额和保护逻辑,确保安全运行
- 对电机和控制器进行闭环仿真,测试系统在正常和不正常运行情况下的性能
- 从模型生成ANSI,ISO或处理器优化的C代码和HDL以获得快速原型设计,硬件循环测试和生产实现
例子和如何
软件参考
探索电力电子控制社区
用于学生,研究人员和工程师的Mathworks社区,使用Simulink将电力电子控制器应用于电动车辆,可再生能源,电池系统,电源转换和电机控万博1manbetx制。