在本视频中,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以控制无刷直流电机。
这是我们在之前的视频中建立的模型。在这里,我们有一个场景,我们转动电机轴,测量在一个开放阶段的反电动势。这一次,而不是操作电机作为发电机,我们将通过使用逆变器模型激励线圈对之一来驱动电机。
在整个视频中,我们将参考我们的技术谈话视频,在那里我们讨论控制算法,包括三相逆变器和换向逻辑。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,我们将关注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Tech Talk视频的图片将帮助我们建模逆变器。三相逆变器基本上是通过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。根据您想要如何建模三相逆变器,您可以从Simscape Electrical中的半导体和转换器部分中提供的不同选项中进行选择。
在这个例子中,我们将使用mosfet。您可以使用功率逆变器的数据表来指定此块的参数。现在,我们将尝试通过插入必要的块并将它们连接在一起来构建与图中相同的电路。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,表示低侧开关。S1和S2为交换机编号。逆变器的直流电压输入可以使用电压源块进行建模。
现在我们可以将这个电路连接到如图所示的A相。我们可以通过复制粘贴这对开关来完成电路的其余部分。MOSFET的输入要么是一个高信号,要么是一个低信号,分别将其打开和关闭。正如我们在Tech Talk视频中讨论的那样,为了正确地运行电机,我们需要在正确的时间驱动正确的相位对。在控制算法中,这一决策是通过感知角度位置,并在此基础上计算三相逆变器的开关模式。我们将在下个视频中建模这些部分。
在这个视频中,我们将假设一个静态切换模式,其中我们只激活a和C阶段,然后我们将观察转子运动。我们可以用一个由六个常数值组成的矢量来模拟这种静态开关模式,以驱动六个开关的开启或关闭。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,我们通过将两个信号连接在一起而不显示任何电线来获得一个干净的外观。在这里,我们需要将Simulink信号(1或0)转换为Si金宝appmscape信号,然后再将其连接到我们的电路。其余的端口可以使用“goto”和“from”块连接。
现在,为了测量将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,我们可以展开该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,想用电流表测量电流,你就把电流表的端子与电路串联起来。类似地,在模拟中,将电流传感器串联起来。端口I输出测量的三相电流,我们将其转换为Simulink信号后连接到示波器进行可视化。金宝app为了感知电压,我们将传感器平行连接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。
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,我们展示了如何从头开始建模自己的三相逆变器,但请注意,您还可以在Simscape库中找到三相逆变器的内置块。该模块允许您从不同的开关设备中进行选择,如理想开关,MOSFET或IGBT用于建模逆变器。
为了探究转子的运动,我们需要另一个传感器来测量速度。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输出电机的速度和位置。我们将运动传感器块中的初始角度位置设置为0度。还要注意,这些转换块允许您定义单位,因此您不需要额外的块来在角度和弧度之间进行转换。接下来,我们命名“切换模式”和“角度位置”信号。然后我们通过右键单击每个信号并选择这个选项来记录它们。我们有一个MATLAB脚本,自动运行这个Simulink模型,然后使用记录的信号来创建转子位置的动画。金宝app为了看到这个动画,让我们转到命令行,通过输入脚本名称并按“enter”来运行脚本。在这里,我们看到通电阶段A和C和产生的转子位置。如果您观看了我们的第一个技术讲座视频,您可能还记得我们讨论了如何激励不同的线圈对导致不同的转子对准。 In this video, we showed you how you can model this in simulation and experiment with your model. In the next video, we’ll work on the rest of the control algorithm and simulate different characteristics of the motor.
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