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。
下载模型在这个视频中使用.
看看这个电机控制技术谈话视频了解PWM控制如何工作。
在这里,我们看到了实现无刷直流电机PWM控制的两种不同架构,这是我们之前在Tech Talk的一个视频中讨论过的。在这个视频中,我们将研究第一个架构,并向您展示如何建模降压转换器。为了实现第一个体系结构,我们将从这个Simulink模型开始,它已经包含了这些子系统。金宝app要学习如何对这些组件建模,不要忘记查看我们之前的系列视频。
在这里,我们将模拟一个pwm控制的降压变换器,其电路图如图所示。我们将把它放在这个角落,当我们在Simulink中建模相同的电路时引用它。金宝app
降压变换器将电压从输入降低到输出。电压降的大小由PWM信号的占空比决定。我们将从添加一个直流电压源块开始,提供500伏的输入电压。为了模拟开关,我们插入一个MOSFET块并指定其参数。现在,我们将这些mosfet连接起来,如图所示。接下来,我们添加电感,指定其参数,然后再添加一个电容来完成电路。
为了控制降压变换器开关的通断状态,我们使用了以占空比作为输入的PWM发生器块,并在此占空比的基础上输出PWM信号。我们对PWM频率和采样时间进行了设置,这些都是在MATLAB工作空间中预先设定的。为了使降压变换器正常工作,我们将产生的PWM输出连接到第一个开关,并通过NOT门馈电,然后再连接到第二个开关。注意,这两个信号都是Simulink信号,在将它们输入到Simscape金宝app模块之前,我们用Simulink- ps转换器将它们转换成物理信号。
这个逻辑运算符输出一个布尔值。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,连接在buck变换器的输入和输出,分别测量直流源电压和调制电压。
电压传感器的V端口输出测量到的电压,我们可以在运行仿真后将其连接到示波器上查看。或者,我们可以使用终止符并使用数据检查器记录信号以进行可视化。最后,将调制后的电压输入三相逆变器。让我们选择这些块并为降压转换器创建一个子系统。为了给子系统的输入和输出赋予一些特定的名称,我们进入代码块并标记输入和这两个输出端口。
现在我们已经完成了buck变换器的建模,我们可以对模型进行仿真,看看控制算法是否工作正常。但在此之前,我想提醒你们一些事。尽管在本系列视频中我们从头开始构建了所有内容,但请注意Simscape库包含了与这些子系统相对应的内置块。我们现在将演示如何使用内置模块来建模这些子系统之一,三相逆变器。
为了插入三相逆变器的内置模块,我们在画布上键入“converter”,然后从建议模块列表中选择这个模块。在模块对话框中,我们指定逆变器参数。G端口与交换设备的门终端相关联。所以这里我们需要把高信号和低信号连接起来。然而,由于这个端口需要一个向量值,我们首先需要使用六脉冲门多路复用器将这些信号多路复用,然后再将它们连接到端口G。让我们移除之前构建的逆变器,然后使用多路复用器为端口G提供向量。
请注意,如果您不确定端口连接,可以单击块对话框中的“帮助”,该对话框将带您进入文档,在文档中您可以找到关于Simscape块的等效电路以及端口和端口连接的更多信息。正端口和负端口是我们连接电压源块的端子的地方。最后,该端口输出三相电压,我们可以使用线路电压传感器块测量三相电压。为了测量三相电流,我们将电流传感器的端口改为复合端口。现在,为了从这个子系统输出三相电压,我们使用了一个物理模型连接端口。为了将信号输入到无刷直流电机,我们将电机模块的三相端口设置为复合端口。
由于我们对研究调制电压和电机的速度响应感兴趣,我们将在模拟模型之前对相关信号进行记录。现在,我们运行模型并使用数据检查器来查看记录的信号。这里我们看到降压变换器如何采用500伏的输入电压,并将其调整到不同的电压水平,以能够运行电机在不同的速度,如图所示。
在这个视频中,我们向您展示了如何建模一个pwm控制的降压转换器来控制无刷直流电机的速度。我们还讨论了如何使用来自Simscape库的内置块来为该控制算法的主要组件建模。在下一个视频中,我们将研究PWM控制的替代实现。
你也可以从以下列表中选择一个网站:
选择中国网站(中文或英文)以获得最佳网站性能。其他MathWorks国家站点没有针对您所在位置的访问进行优化。