Melda Ulusoy, MathWorks
在这个视频中,我们将向您展示如何建模三相逆变器转换直流电源三相电流来控制无刷直流电机。
这是我们在之前的视频中建立的模型。这里我们有一个场景,我们转动电机轴和测量反电动势在一个开放的阶段。这一次,而不是操作电机作为一个发电机,我们将驱动电机通过激励线圈对使用一个逆变器模型。
在整个视频中,我们将参考我们的Tech Talk视频,我们讨论控制算法,包括三相逆变器和换相逻辑。所以你可能想在看这个视频之前看看它来理解这些组件是如何工作的。在这段视频中,我们将关注算法的这一部分在下一节中,我们将研究模型的其余部分。
我们从之前的模型中删除了一些块,因为我们不需要它们来建模逆变器。在添加负载惯性并输入其值后,我们就可以开始对三相逆变器建模了。这张照片从我们的技术谈话视频将帮助我们建模的逆变器。三相逆变器基本上是一种电路,利用三对逆变器开关将直流电流转换为交流电流,每对开关对应一相。根据您想要建模三相逆变器的方式,您可以从Simscape Electrical中的半导体和转换器部分提供的不同选项中进行选择。
在这个例子中,我们将使用mosfet。您可以使用功率逆变器的数据表来指定此块的参数。现在,我们将尝试通过插入必要的模块并将它们连接在一起来构建与图中相同的电路。让我们从控制A相电流的第一对开关开始。我们简单地复制开关,把上面的开关命名为AH,因为它是高侧开关,同样地,把低侧开关标记为AL。S1和S2显示交换机编号。输入逆变器的直流电压可以用电压源模块建模。
现在我们可以把这个电路和图上的A相连接。我们可以通过复制和粘贴这对开关来完成电路的其余部分。输入到一个MOSFET要么是一个高或低信号,以打开和关闭,分别。正如我们在Tech Talk视频中讨论的,为了正确运行电机,我们需要在正确的时间驱动正确的相对。在控制算法中,该决策是通过感知角度位置来做出的,并在此基础上计算三相逆变器的切换模式。我们将在下个视频中对这些部分进行建模。
在这个视频中,我们将假设一个静态开关模式,我们只给a和C相通电,然后我们将观察转子运动。我们可以使用一个包含6个常数值的矢量来模拟这个静态开关模式,以驱动6个开关打开或关闭。为了将这个向量的值分配到相应的低侧和高侧开关,我们可以使用demux块以及“goto”和“from”块。通过这种方式,我们将两个信号连接在一起,而不显示任何线路,从而得到一个清晰的外观。在这里,我们需要将Simulink信号(1或0)转换为Si万博1manbetxmscape信号,然后将其连接到我们的电路。其余的端口可以使用“goto”和“from”块连接。
现在,要测量电流和电压,将提供给每个阶段,我们可以使用相位电压传感器和电流传感器块。通过右键单击该块并选择此选项,我们可以扩展该端口以显示三个阶段。我们对这个传感器也做同样的处理。如果你在实验室里,想用电流表测量电流,你可以把它的端子与电路串联起来。类似地,在模拟中你串联电流传感器。端口I输出测量的三相电流,我们将其连接到一个可视化的示波器后,将它们转换为Simulink信号。万博1manbetx为了检测电压,我们将传感器并联在电机的电气节点之间。类似地,我们将输出端口连接到一个作用域。
让我们选择这些块并创建一个子系统,我们将重命名为三相逆变器。在此视频中,我们展示了如何从头开始模拟自己的三相逆变器,但请注意,您还可以在Simscape库中找到三相逆变器的内置块。此块可允许您从不同的交换设备中进行选择,例如理想的开关,MOSFET或IGBT,用于对逆变器进行建模。
为了探索转子的运动,我们需要另一个传感器来测量速度。为此,我们使用理想的旋转运动传感器块,它分别通过W和A端口输出电机的速度和位置。我们在运动传感器块中设置初始角度位置为0度。还要注意的是,这些转换块允许您定义单位,所以您不需要额外的块来进行角度和弧度之间的转换。接下来,我们命名为“开关模式”和“角位置”信号。然后我们通过右击每个信号并选择这个选项来记录它们。我们有一个MATLAB脚本自动运行这个Simulink模型,然后使用记录的信号创建转子位置的动画。万博1manbetx为了看到这个动画,让我们转到命令行,通过键入脚本名称并按“enter”来运行脚本。在这里,我们可以看到带电的A和C相以及由此产生的转子位置。如果你看了我们的第一个技术谈话视频,你可能还记得我们讨论了如何激励不同的线圈对导致不同的转子校准。 In this video, we showed you how you can model this in simulation and experiment with your model. In the next video, we’ll work on the rest of the control algorithm and simulate different characteristics of the motor.
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