空间矢量PWM VSI感应电机驱动

实现空间矢量PWM VSI感应电机驱动

描述

的空间矢量PWM VSI感应电机驱动块代表了一个经典的闭环电压/赫兹控制驱动器的感应电机。该块包含一个带滑差调节的闭环速度控制。速度控制回路输出参考电机滑差，将其添加到测量的转子转速中，以获得定子磁链的参考频率。参考定子电压来自伏特/Hz控制和恒定磁通策略。然后利用定子频率和电压基准获得逆变器遵循空间矢量调制策略所需的PWM信号。

与矢量控制驱动器相比，这种驱动器的主要优点是实现简单。然而，与大多数标量控制驱动器一样，由于扭矩和磁链之间固有的耦合效应，该驱动器的动态响应很慢。

请注意

在Simscape™电气™专业的电力系统软件空间矢量PWM VSI感应电机驱动块通常被称为AC2马达驱动。

的空间矢量PWM VSI感应电机驱动block使用来自Electric Drives / basic Drive blocks库的以下块:

速度控制器(标量控制)
空间矢量调制
直流总线
逆变器(三相)

讲话

模型是离散的。采用2µ时间步长。控制系统有两种不同的采样次数:

速度控制器采样时间
空间矢量调制器控制器采样时间

速度控制器的采样时间必须是空间矢量调制器采样时间的倍数。后一个采样时间必须是模拟时间步长的倍数。

仿真步长必须根据逆变器的开关频率来选择。经验法则是选择比切换周期小100倍的模拟步长。如果模拟步长设置过高，模拟结果可能会出错。平均值逆变器允许使用更大的模拟时间步长，因为它不产生小的时间常数(由于RC缓冲器)固有的详细转换器。当控制器采样时间为20µs时，仿真时间步长为20µs时，仿真结果良好。这个时间步长当然不能高于控制器的时间步长。

参数

一般

输出总线模式

选择输出变量的组织方式。如果您选择多个输出公共汽车(默认)，块有三个独立的输出总线的电机，转换器，和控制器变量。如果您选择单输出总线，所有变量输出在一个总线上。

模型的详细级别

在详细型和平均值型逆变器之间进行选择。默认是详细的．

机械输入

选择负载转矩、电机转速和机械旋转端口作为机械输入。默认是转矩Tm．

如果您选择并施加一个负载转矩，则根据下面描述机械系统动力学的微分方程，输出为电机转速:

$T_{e} ＝ J \frac{d}{d t} ω_{r} + F ω_{r} + T_{米}$

这个机械系统包括在电机模型中。

对于机械旋转端口，连接端口S表示机械输入输出。它允许直接连接到Simscape环境。电机的机械系统也包含在驱动器中，并基于相同的微分方程。

如果你选择电机转速作为机械输入，那么你得到的是电磁转矩作为输出，允许你在外部表示机械系统动力学。内部机械系统不用于这种机械输入选择，惯性和粘性摩擦参数不显示。

使用信号名称作为标签

选中此复选框后，电动机，Conv,Ctrl测量输出使用信号名称来识别总线标签。对于要求总线信号标签仅包含字母数字字符的应用程序，请选择此选项。

当清除此复选框(默认)时，测量输出使用信号定义来标识总线标签。标签包含与某些Simulink不兼容的非字母数字字符金宝app^®应用程序。

异步电机选项卡

的异步电机页签显示的参数异步电机基本块(powerlib)库的块。

转换器和直流总线标签

的变换器和直流总线页签显示的参数通用桥模块(二极管桥配置)的基础模块/电力电子库以及直流总线和逆变器(三相)电气驱动器/基本驱动器块库的块。

控制器选项卡

示意图: 当您单击此按钮时，将出现一个说明速度和电流控制器原理图的图表。

的控制器页签显示的参数速度控制器(标量控制)和空间矢量调制电气驱动器/基本驱动器块库的块。

块输入输出

SP: 速度或扭矩设定点。速度设定值可以是一个阶跃函数，但速度改变率将跟随加速度/减速坡道。如果负载转矩与速度符号相反，则加速转矩为电磁转矩与负载转矩之和。
Tm或Wm: 机械输入:负载转矩(Tm)或电机转速(Wm)。对于机械旋转端口(S)，删除此输入。
A, B, C: 电机驱动的三相端子。
Wm，Te或年代: 机械输出:电机转速(Wm)、电磁转矩(Te)或机械转动端口(S)。

当输出总线模式参数设置为多个输出公共汽车，块有以下三个输出总线:

电动机

电机测量矢量。这个向量允许你观察电机的变量总线选择器块。

Conv

三相变换器的测量矢量。这个向量包含:

直流母线电压
整流输出电流
逆变器输入电流

注意，电桥的所有电流和电压值都可以用万用表块。

Ctrl

控制器测量矢量。这个向量包含:

滑移补偿
速度误差(速度参考斜坡和实际速度之间的差异)
速度基准斜坡

当输出总线模式参数设置为单输出总线，该模块将Motor、Conv和Ctrl输出分组为单个总线输出。

模型规范

该库包含一个3马力和一个200马力驱动参数设置。这两个驱动器的规格如下表所示。

3 HP和200 HP驱动器规格

		3 HP开车	200马力驱动
驱动输入电压
	振幅	220 V	575 V
	频率	60赫兹	60赫兹
电动机的名义值
	权力	3惠普	200马力
	速度	1705转	1785转
	电压	220 V	575 V

例子

的ac2_example举例说明了AC2感应电机驱动仿真与标准负载条件。

参考文献

玻色，b.k。现代电力电子与交流传动．上鞍河，NJ: Prentice-Hall, 2002。

G. Grelet和G. Clerc。Actionneurs规程,版本．巴黎:Eyrolles, 1997。

[3]克劳斯，p.c.电机分析．纽约:麦格劳-希尔，1986年。

介绍了R2006a