主要内容

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一个经典的闭环电压/Hz控制的感应电机驱动器。该块包含一个闭环速度控制与滑移调节。转速控制回路输出参考电机转差，与测量转子转速相加，得到定子磁链的参考频率。参考定子电压由伏特/赫兹控制和恒磁策略导出。然后利用定子频率和电压参考，根据空间矢量调制策略，为逆变器获得所需的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，由于机器中存在的扭矩和磁通之间固有的耦合效应，该驱动器的动态响应较慢。

请注意

在Simscape™电气™专门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使用了Electric Drives / Fundamental Drive blocks库中的以下块:

  • 速度控制器(标量控制)

  • 空间矢量调制器

  • 直流总线

  • 逆变器(三相)

  • 空间矢量PWM VSI感应电机驱动块

讲话

模型是离散的。采用2µS的时间步长。控制系统有两个不同的采样时间:

  • 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。如果模拟步长设置得太高，则模拟结果可能是错误的。平均值逆变器允许使用更大的仿真时间步长，因为它不会产生小的时间常数(由于RC缓冲器)固有的详细转换器。对于20µs的控制器采样时间，在20µs的仿真时间步长下获得了良好的仿真结果。当然，这个时间步长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。如果您选择多路输出总线(默认)，块有三个独立的输出总线电机，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。

模型细节级别

在详细逆变器和平均值逆变器之间选择。默认是详细的．

机械输入

在负载转矩、电机转速和机械旋转端口之间进行选择，作为机械输入。默认是转矩Tm．

如果您选择并应用负载转矩，则根据以下描述机械系统动力学的微分方程，输出的是电机转速:

T e ＝ J d d t ω r + F ω r + T 米

这个机械系统包含在电机模型中。

对于机械旋转端口，连接端口S为机械输入和输出。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，那么你就得到了电磁转矩作为输出，允许你从外部表示机械系统动力学。内部机械系统没有使用这个机械输入选择，惯性和粘性摩擦参数没有显示出来。

使用信号名称作为标签

选中此复选框时，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只有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识别总线标签。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。

异步机器标签

的异步电机选项卡显示异步电机基本块(powerlib)库的块。

转换器和直流母线标签

的转换器和直流母线选项卡显示通用桥模块(二极管桥结构)的基本模块/电力电子库以及直流总线而且逆变器(三相)电动驱动器/基本驱动器块库的块。

控制器选项卡

示意图

单击此按钮时，将出现一个说明速度和当前控制器原理图的图表。

的控制器选项卡显示速度控制器(标量控制)而且空间矢量调制器电动驱动器/基本驱动器块库的块。

块输入和输出

SP

速度或扭矩设定点。速度设定点可以是阶跃函数，但速度变化率将遵循加速/减速坡道。如果负载转矩和转速符号相反，则加速转矩为电磁转矩和负载转矩之和。

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路输出总线时，块有以下三条输出总线:

电动机

电机测量矢量。这个矢量允许你观察电机的变量使用总线选择器块。

Conv

三相变换器测量矢量。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，所有电桥的电流和电压值都可以用万用表块。

Ctrl

控制器测量向量。这个向量包含:

  • 滑移补偿

  • 速度误差(速度参考斜坡与实际速度之差)

  • 速度参考坡道

当输出总线模式参数设置为单输出总线时，块将Motor、Conv和Ctrl输出组合为单个总线输出。

模型规范

该库包含一个3马力和200马力的驱动器参数集。这两个驱动器的规格如下表所示。

3马力和200马力驱动规格

3马力驱动

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

电机标称值

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实例说明了AC2异步电机在标准负载条件下的驱动仿真。

参考文献

[1] Bose, b.k。现代电力电子与交流驱动“，．上马鞍河，新泽西州:Prentice-Hall, 2002。

[2]格雷特，G.和G.克拉克。Actionneurs规程,版本．巴黎:Eyrolles出版社，1997年。

[3]克劳斯p.c.电机分析．纽约:麦格劳-希尔，1986年。

版本历史

在R2006a中引入