Melda Ulusoy, MathWorks
您将学习如何建模一个pwm控制buck变换器控制的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™中的模块建模相同的电路。我们还讨论了如何使用Simscape Electrical库中可用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。
下载本视频中使用的模型.
看看这个运动控制技术演讲视频学习PWM控制如何工作。
在这里,我们看到两种不同的架构来实现无刷直流电机的PWM控制,这是我们之前在Tech Talk视频中讨论过的。在这个视频中,我们将工作在第一个架构,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要学习如何建模这些组件,不要忘记查看我们之前的系列视频。
这里,我们将建立一个pwm控制的buck变换器,其电路图如图所示。我们将把它放在这个角落里,当我们在Simulink中建模相同的电路时引用它。金宝app
降压转换器将输入电压降至输出电压。电压降的大小取决于PWM信号的占空比。我们将从添加一个直流电压源模块开始,它将提供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,我们连接这些mosfet,如图所示。接下来,我们添加电感,指定其参数,然后还添加一个电容来完成电路。
为了控制buck变换器开关的通断状态,我们使用PWM发生器模块,它将占空比作为输入输出基于占空比的PWM信号。我们设置PWM频率和采样时间,这已经在MATLAB工作空间预定义。为了正确操作降压转换器,我们将产生的PWM输出连接到第一个开关,并在连接到第二个开关之前通过一个非门馈给它。请注意,这两个信号都是Simulink信号,在将它们输入Simscape金宝app模块之前,我们使用Simulink- ps转换器将它们转换为物理信号。
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,我们将两个电压传感器连接到buck变换器的输入和输出端,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,运行仿真后可以连接到示波器查看。或者,我们可以使用终止符并记录信号,以便使用数据检查器进行可视化。最后,将调制后的电压输入三相逆变器。让我们选择这些模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提供一些特定的名称,我们进入块并标记输入和这两个输出端口。
现在,我们完成了降压转换器的建模,我们可以模拟模型,看看是否控制算法工作正常。但在此之前,我想提醒你一件事。尽管我们在本视频系列中从头开始构建所有内容,但请注意Simscape库包含与这些子系统对应的内置块。现在,我们将演示如何使用内置模块来建模这些子系统之一,即三相逆变器。
为了插入三相逆变器的内置块,我们在画布上输入“converter”,然后从建议块列表中选择这个。在方块对话框中,我们指定了逆变器参数。端口G与交换设备的栅极端子相关联。这里我们需要连接这六个阶段的高信号和低信号。然而,由于该端口需要单个矢量值,我们首先需要使用6脉冲门多路复用器复用这些信号,然后再将它们连接到端口G。我们去掉之前构建的逆变器,然后使用多路复用器提供到端口G的矢量。
注意,如果您不确定端口连接,您可以单击块对话框中的“help”,这将带您到文档,在文档中您可以找到Simscape块的等效电路以及端口和端口连接的更多信息。+和-端口是我们连接电压源模块端子的地方。最后,这个端口输出三相电压,我们可以使用线路电压传感器块来测量。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建模连接端口。并将电机块的三相端口设置为复合端口,将信号馈送到无刷直流电机。
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记录相关信号。现在,我们运行模型并使用数据检查器来查看记录的信号。在这里,我们看到降压转换器如何采取一个输入电压为500伏,并调整它到不同的电压水平,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Simscape库中的内置块来建模该控制算法的主要组件。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:
请选择表现最佳的中国网站(中文或英文)。MathWorks的其他国家网站并没有针对您所在位置的访问进行优化。