Mathworks Melda Ulusoy
您将学习如何建模一个pwm控制的buck转换器,以控制无刷直流电机的速度。在本视频中,我们参考降压转换器的电路图,并尝试使用Simscape Electrical™的模块建模相同的电路。我们还讨论了如何使用Simscape Electrical库中的内置模块来建模无刷直流调速算法的组件,如三相逆变器、霍尔传感器和换向逻辑。
下载在此视频中使用的模型。
查看这个电机控制技术谈话视频了解PWM控制的工作原理。
在这里,我们看到两个不同的架构,用于实现BLDC电机的PWM控制,我们之前在我们的技术谈话视频中讨论过。在此视频中,我们将在第一个架构上工作,并向您展示如何模拟降压转换器。要实现这一体系结构,我们将使用此Simulink模型开始,该模型已经包括这些子系统。万博1manbetx要了解如何建模这些组件,请不要忘记查看我们之前的序列中的视频。
在这里,我们将建模一个PWM控制的降压转换器,其电路图在此示出。我们将在此角落保持此功能,并将其引用,因为我们正在为Simulink中的相同电路进行建模。万博1manbetx
降压转换器将电压从其输入端下降到其输出。电压降的量由PWM信号的占空比确定。我们首先添加直流电压源块,这将提供500伏的输入电压。要模拟交换机,我们插入MOSFET块并指定其参数。现在,我们将这些MOSFET连接如图所示。接下来,我们添加电感,指定其参数,然后还添加电容器以完成电路。
为了控制降压转换器的开关的开关状态,我们使用PWM生成器块,使占空比作为输入,并基于该占空比输出PWM信号。我们将PWM频率和采样时间设置为Matlab工作空间中的预定义。对于降压转换器的正常操作,我们将所生成的PWM输出连接到第一个开关,然后将其通过在将其连接到第二开关之前通过NOT门送到。请注意,这两个信号都是模拟信号,我们将使用Simulink-PS转换器转万博1manbetx换为物理信号,然后将它们输入到这些SIMScapt块。
此逻辑运算符输出布尔值。我们使用数据类型转换块将布尔输出转换为以下块所需的数据类型。接下来,我们抓取两个电压传感器并在降压转换器的输入和输出时将它们连接到分别测量DC源电压和调制电压。
电压传感器的端口V输出测量电压,我们可以连接到运行模拟后的范围。或者,我们可以使用终结器并使用数据检测器记录用于可视化的信号。最后,我们将调制电压馈送到三相逆变器。让我们选择这些块并为降压转换器创建子系统。要将某些特定名称提供给子系统的输入和输出,我们进入块并标记输入和这两个输出端口。
现在我们完成了建模降压转换器,我们可以模拟模型,看看控制算法是否正常工作。但在这样做之前,我想提醒你一些事情。虽然我们在此视频系列中从头开始构建了所有内容,但请注意Simscape库包括与这些子系统对应的内置块。我们现在将演示如何使用内置块来建模这些子系统之一,三相逆变器。
要插入三相逆变器的内置块,我们在画布上键入“转换器”,然后从建议块列表中选择此一个。在“块”对话框中,我们指定逆变器参数。端口G与交换设备的栅极端子相关联。因此,我们需要为六个阶段连接高信号。However, as this port expects a single vector of values, we first need to multiplex these signals using a six-pulse gate multiplexer before connecting them to port G. Let’s remove the previously built inverter and then use the multiplexer to provide the vector to port G.
Note that if you’re not sure about the port connections, you can click “help” from the block dialog, which takes you to the documentation where you can find more on the equivalent circuit of the Simscape block as well as ports and port connections. The + and – ports are where we connect the terminals of the voltage source block. And finally, this port outputs the three-phase voltages, which we can measure using the line voltage sensor block. To measure the three-phase currents, we change the ports of the current sensor to composite. Now, to output the three-phase voltages from this subsystem, we use a physical modeling connection port. And to feed the signal to the BLDC motor, we set the three-phase ports of the motor block to composite.
由于我们有兴趣调查电机的调制电压和速度响应,我们将在模拟模型之前记录相关信号。现在,我们运行模型并使用数据检查器查看记录的信号。在这里,我们了解降压转换器如何将输入电压为500伏,并将其调整到不同的电压电平,以便能够以不同的速度运行电动机,如此图中所示。
在此视频中,我们向您展示了如何模拟PWM控制的降压转换器以控制BLDC电机的速度。我们还讨论了如何使用Simscape库中内置块来模拟该控制算法的主要组件。在下一个视频中,我们将参加PWM控制的替代实现。
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