在这段视频中,我们将向您展示如何建模三相逆变器,将直流电源转换为三相电流来控制无刷直流电机。
这是我们在上一个视频中构建的模型。这里我们有一个场景,我们转动电机轴,测量其中一个断开相位的反电动势。这一次,我们将通过使用逆变器模型为一对线圈通电来驱动电机,而不是将电机作为发电机运行。
在整个视频中,我们将参考我们的Tech Talk视频,其中我们讨论了控制算法,包括三相逆变器和换相逻辑。所以在看这个视频之前,你可能想要了解这些组件是如何工作的。在这个视频中,我们将专注于算法的这一部分,在下一个视频中,我们将研究模型的其余部分。
我们从以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,我们可以开始对三相逆变器进行建模。这张来自我们技术谈话视频的图片将帮助我们对逆变器进行建模。三相逆变器基本上是一种使用三对逆变器开关将直流电流转换为交流电流的电路,每对开关对应一个相位。根据您想要对三相逆变器建模的方式,您可以从Simscape Electrical中“半导体和转换器”部分下提供的不同选项中进行选择。
在这个例子中,我们将使用mosfet。您可以使用电源逆变器的数据表来指定此块的参数。现在,我们将试着建立与图中相同的电路,插入必要的模块,并将它们连接在一起。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,并将上面的一个命名为AH,因为它是高侧开关,类似地,将下面的一个标记为AL,为低侧开关。S1和S2表示交换机编号。输入到逆变器的直流电压可以用电压源块建模。
现在我们可以把这个电路连接到A相,如图所示。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。MOSFET的输入是一个高或低信号,分别用于开启和关闭。正如我们在Tech Talk视频中所讨论的,为了正确运行电机,我们需要在正确的时间驱动正确的相位对。在控制算法中,通过感测角度位置做出此决定,并在此基础上计算三相逆变器的开关模式。我们将在下一个视频中对这些部分进行建模。
在这个视频中,我们会假设一个静态的开关模式,我们只激活a和C相,然后我们会观察转子的运动。我们可以使用一个由六个常量组成的矢量来模拟这个静态开关模式,以驱动六个开关打开或关闭。为了将这个值向量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。这样,我们可以清晰地看到两个信号连接在一起而不显示任何电线。在这里,我们需要将Simulink信号(即1或0)转换为S金宝appimscape信号,然后将其连接到我们的电路中。其余的端口可以使用“goto”和“from”块连接。
现在,为了测量提供给每个相位的电流和电压,我们可以使用相位电压传感器和电流传感器块。通过右键单击块并选择此选项,我们可以展开此端口以显示三个阶段。让我们对这个传感器也做同样的事情。如果你在实验室里想用安培计测量电流,你可以把它的端子和电路串联起来。类似地,在模拟中,串联电流传感器。端口I输出测量的三相电流,在将其转换为Simulink信号后,我们将其连接到示波器进行可视化。为了感应电压,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作用域。金宝app
让我们选择这些块并创建一个子系统,我们将其重命名为三相逆变器。在本视频中,我们演示了如何从头开始建模您自己的三相逆变器,但请注意,您也可以在Simscape库中找到三相逆变器的内置块。此块允许您从不同的开关设备中进行选择例如,一个理想的开关,MOSFET或IGBT为您的逆变器建模。
为了探索转子运动,我们需要另一个传感器来测量转速。为此,我们使用理想的旋转运动传感器块,它分别通过端口W和A输出电机速度和位置。我们在运动传感器块中将初始角度位置设置为0度。还请注意,这些转换块允许您定义单位,因此不需要额外的块来在度和弧度之间进行转换。接下来,我们命名“开关模式”和“角度位置”信号。然后,我们通过右键单击每个信号并选择此选项来记录它们。我们有一个MATLAB脚本,它自动运行这个Simulink模型,然后使用记录的信号创建转子位置的动画。要查看此动画,让我们转到命令行,通过键入脚本名称并单击“enter”来运行脚本。这里,我们看到通电的相位A和C以及由此产生的转子位置。如果您观看了我们的第一个技术谈话视频,您可能还记得我们讨论了如何给不同的线圈对通电导致不同的转子对准。在本视频中,我们向您展示了如何在模拟中对此进行建模,并使用您的模型进行实验。在下一个视频中,我们将研究其余的控制算法,并模拟电机的不同特性。金宝app
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