上海奕步电机有限公司
WEG万高免费服务热线:
021-6992-5088
专注提供WEG万高电机产品
您的需求,我们的专业
专注提供WEG万高电机产品
您的需求,我们的专业
您的位置: 首页 > 新闻资讯 > 热门消息 >

永磁同步电机常用的控制方法(永磁同步电机调速控制系统的构成)

2023-01/13

随着我们对异步电机和同步电机有了初步的感性认识,我们将从控制策略层面一层一层地观察电机是如何被控制的。主要分为两部分。部分是电机的开环控制,没有任何反馈,电流环反馈,速度环反馈。第二部分是电机的闭环控制,包括电流环反馈和速度环反馈,特别是给电机一个指定的速度,看电机如何反应,建立速度的过程。

需要以下工具和认知:

1.Matlab软件,最好是R2013a版本

2.Simulink仿真单元,需要熟悉各个功能块。

3.了解SVPWM的机理和原理,尤其是各扇区和伏秒平衡。

4.对三相逆变器的初步认知。

5.各种变换,包括帕克和克拉克变换和逆变换。

6.PI调整电流内环的开环传递函数,一般用空间状态对小信号建模。

7.环路稳定机制、幅频特性和相频特性等。

8.各种极点和零点的特性。左半平面极点、右半平面零点和初始极点等特征。

部分:开环控制

1.建立SVPWM模型,如下图1所示。主要有四个子模型:

一、扇区判断子模型

b、矢量动作时间子模型

c、开关动作时间子模型

D.PWM波形生成子模型。

从图1可以看出,这个SVPWM模型的输入是左上接口:abo静态坐标系的矢量,而最右边的接口是输出接口,是6个互补的PWM信号。

74afe3f5ec594497928e89875d52f3fd

图1 SVPWM模型

下图是板块判断的子模型。为什么需要板块判断?因为SVPWM有六个扇区,对于任何给定值,都需要确定这个值位于哪个扇区,每个扇区以不同的顺序控制三相逆变电路中的六个开关。从图中可以看出,板块判断的子模型无非是简单的逻辑运算。

79b66779792641749d19791491ed648a

图2扇区判断子模型

图3显示了向量作用时间的子模型。判断扇区后,需要用伏秒平衡来合成给定值。有许多合成机制,包括零矢量的选择。

5bfdefb72475444b8a87c95b0e7025c6

图3矢量动作时间子模型

图4是开关动作时间的子模型。如前所述,伏秒平衡的应用。

282dcde1878f45e4ab667167a62a1950

图4开关动作时间子模型

图5是PWM波形生成子模型。您可以在图5的左上角看到三角波模式。这是载波,其频率远高于给定频率。图5右侧是PWM脉冲波的输出接口,可以直接接三相逆变电路。

aaa9ef323930462aae4e3e18744610a1

图5 PWM波形产生子模型

好了,SVPWM模型建立后,我们需要验证它的功能是否正确。SVPWM模型的输入接口由abo静态坐标系的矢量激励,如下图6所示。这里的激励信号是ab两个矢量信号。A和B矢量相差90 ,幅度相同,如图7所示。SVPWM模型的输出信号如下图8所示。从图8可以看出,在存在外部激励信号的情况下,SVPMW模型的功能是正确的。

4523646a3dd0479380b8915318f01705

图6: SVPWM输入激励源

3abbf872d91b4369a4766b8d00402827

图7 abo电压矢量激励信号

f16c4f6a3eac4ac4a4bfe0641c3f72db

图8 PWM上桥臂输出信号

好的,我们走吧。接下来,应该构建整个开环工作电路。其中,SimpowerSystems所需的所有功能如图9所示。主要由SVPWM模型、母线电压源、通用三相逆变桥和模拟负载组成。

0da4e5241fb3471cb815ffa913dc24c8

图9开环工作电路

A.将RL模拟负载的参数设置为4欧姆和4mH,并运行模拟。结果如下:

978fc3592f3041aa8fb9424aa65a9bf5

图10 abc三相输出电流(4欧姆,4mH)

37ccdb9147da44b291929563943198a9

图11 VAB、Vbc和Vac (4欧姆,4mH)的输出相电压波形

B.将RL参数更改为4 ohms和0.4mH,则仿真波形如下:

b6c8a47fac7d48ed8a9a6ea89589e249

图12 abc三相输出电流(4欧姆,0.4毫安时)

968f562f9f0c4886ae733b53b4bf9ed6

图13 VAB、Vbc和Vac (4欧姆,0.4毫伏)的输出相电压波形

c、进一步降低电感参数至0.1mH,保持电阻参数不变,则仿真波形如下:

f36a40e85f1647a49282cd2cd5f9c262

图14 abc三相输出电流(4欧姆,0.1毫安时)

6abe39815e6d492aba9d56963a5032f4

图15 VAB、Vbc和Vac (4 o)的输出相电压波形

D.某品牌驱动器的实测电流波形如下图16所示。可以看出,图14非常类似于图16。

18f997e1ec544d288ada5cc6154d8d36

图16某品牌UVW三相输出电流波形

第二部分:闭环控制

闭环控制电路如图17所示,这是最基本的矢量控制算法。

36f7a02a2cf84a56850c4c6fc9847e26

图17闭环控制电路

点击电机的启动按钮,得到电机的速度响应图,如图18所示:

97b83eb0725b487789599c52609588ce

图18电机速度到达

接下来,让我们进一步放大图18,尤其是三个指标:

1、建立时间,即速度环的对应时间。

2.速度过调量

3.稳态速度波动

分别如下图19和图20所示。

1adaa78a6164421e9e853047983291b6

图19速度设置时间

7c0f2212f6be4b3ca65dff1d63d42712

图20

QQ咨询
215806990
400电话
021-6992-5088
微信联系
在线留言
回到顶部