主要内容

AC3 -无传感器磁场定向控制感应电机驱动

本例展示了异步电机调速过程中无传感器磁场定向控制。

苏莱曼·恩乔亚M.,路易斯·a。设计(蒙特利尔高等技术学院)

描述

该电路采用了专用电力系统库的AC3块的改进版本。它模型无传感器场定向控制(FOC)感应电机驱动与制动斩波200HP交流电机。基于MRAS (Model Referencing Adaptive System,模型参考自适应系统)技术[1],电机转速由终端电压和电流估计。因此,不再需要AC3所必需的速度传感器。

感应电机由PWM电压源逆变器供电,该逆变器使用通用桥式块构建。速度控制环使用PI控制器为FOC控制器产生磁链和转矩参考。FOC控制器计算对应于磁通和转矩参考的三个参考电机线路电流,然后使用三相电流调节器将这些电流馈送电机。

电机电流,速度(参考,真实和估计)和扭矩信号可在块的输出。

模拟

开始模拟。在瞄准镜上可以观察电机定子电流、转子转速、电磁转矩和直流母线电压。速度设定点和扭矩设定点也显示出来。

在时间t = 0秒时,速度设定点为500rpm。观察到速度精确地跟随加速度斜坡。

在t = 0.5 s时,满载转矩应用于电机轴,而电机转速仍在上升至最终值。这迫使电磁转矩增加到用户定义的最大值(1200 N.m),然后稳定在820 N.m,一旦加速完成,电机已经达到500 rpm。

在t = 1秒时,速度设定点更改为0rpm。即使机械负荷突然反转,在t = 1.5 s时,从792 N.m到- 792 N.m,通过精确地跟随减速斜坡,速度下降到0 rpm。不久之后,电机转速稳定在0转/分。

最后,注意在整个模拟期间直流母线电压是如何调节的。

笔记

1)电力系统以2 us的时间步长离散化。速度控制器使用100 us采样时间,矢量控制器使用20us采样时间,以模拟微控制器控制设备。

2)使用平均值逆变器的模型简化版本可以通过在图形用户界面的“模型详细级别”菜单中选择“平均”来使用。时间步长可以增加到40 us。这可以通过在工作空间中输入'Ts = 40e-6'来实现,并将速度控制器采样时间更改为120e-6,将矢量控制器采样时间更改为40e-6。另见ac3_sensorless_simplified model。

参考文献

1.“现代电力电子与交流驱动”,普伦提斯-霍尔公司,上鞍河,新泽西州07458,2002。