主要内容

AC7 -无刷直流电机调速驱动

本例展示了AC7无刷直流电动机的调速过程。

O.Tremblay,洛杉矶。设计(蒙特利尔高等技术学院)

描述

该电路采用了专用电源系统库的AC7模块。它的模型无刷直流电动机驱动与制动斩波为3HP电机。

永磁同步电机(带梯形反电动势)由PWM电压源逆变器馈电,该逆变器使用通用桥组。速度控制环使用PI调节器为电流控制块产生转矩参考。电流控制块计算三个参考电机线路电流,与反向电动势相对应,对应于转矩参考,然后使用三相电流调节器将这些电流输入电机。

电机电流,速度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300rpm。观察到速度精确地跟随加速度斜坡。

在t = 0.5 s时,将满载转矩施加到电机上。你可以观察到电机速度的一个小扰动,它很快稳定下来。

在t = 1秒时,速度设定点更改为0rpm。速度下降到0 rpm以下精确的减速斜坡。

在t = 1.5 s时,机械载荷由11 Nm变为-11 Nm。电机速度稳定非常快后,一个小的超调。

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140 us的采样,电流控制器使用20 us的采样时间,以模拟微控制器控制设备。

2)要自动计算调速器增益,双击PI增益计算器图标。输入机器的机械参数,点击“输入规格”复选框。输入所需的规格,并单击“计算Kp和Ki”复选框。

如果您不知道规格,请取消“输入规格”复选框,输入机器的电气参数。点击“机器固有频率”复选框可获得开环机器响应。之后,单击“输入规格”复选框,输入比开环响应时间更快的响应时间,并单击“计算Kp和Ki”复选框。

3)双击速度-扭矩曲线图标,可获得驱动系统运行区域。输入机器参数,直流母线电压,输出扭矩限制和加速速度斜坡,点击“绘制速度-扭矩曲线”复选框。

4)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。在工作空间中输入'Ts = 40e-6',将当前控制采样时间设置为40e-6,在本例中将Speed控制器采样时间设置为120e-6。参见ac7_example_simplified model。