来自系列:如何用Simscape电气设计电机控制器
Mathworks Melda Ulusoy
该视频演示了如何使用PWM控制直接调制三相电压。换向逻辑被建模,使得换向阶段以互补的方式在正极和负直流源电压之间切换。这样,电动机看到的三相电压正在平均。非换向相位帮助中的后态电压我们估计平均相位电压的近似值。
下载本视频中使用的模型。
在上一个视频中,我们讨论了这种架构,该架构实现了PWM控制的降压转换器,以控制BLDC电机以不同的速度。在此视频中,我们将向您展示PWM控制的替代实现,我们还详细讨论了我们的第三种电机控制技术谈话视频。
是什么使得与第一个的第二种架构不同的是它不使用降压转换器来缩小直流源电压,而是直接调制三相电压。我们现在将使用此模型启动,该模型已经包含子系统,如控制器,三相逆变器,BLDC和传感器。请随时查看我们以前的视频,以了解如何使用Simscape Electrical库的块构建这些子系统。
在第一种架构中,我们在buck变换器子系统下实现PWM控制。在这个我们将要构建的新架构中,我们将实现换相逻辑下的PWM控制,其中我们计算被发送到三相逆变器的开关模式。让我们进入这个子系统。
在这里,我们看到我们最终想要通过这个实现实现什么。我们想通过取直流电源电压(在这种情况下是500伏)来调制三相电压,并使用它来在这两个值之间切换换向相的电压-正或负一半直流电源电压。这样,电机看到的有效电压得到平均。
我们所拥有的当前逻辑代表了我们在第三个视频中构建的逻辑,但它没有任何相位切换。如果我们使用此逻辑,则随着相应扇区的恒定电压将通电阶段通电。为了将阶段正确切换PWM控制,现在我们将修改此逻辑。
注意,在每个PWM周期中,换向相位以互补的方式在+和−250伏之间切换。例如,在我们换相A和B期间,当我们用正电压驱动A相时,用负电压驱动B相,反之亦然。为了实现这一点,我们首先用开关模式复制所有这些块,然后反向交换相位的位。例如,为了扭转这个开关模式,我们简单地翻转交换相A和c的1s和0。完成剩下的开关模式,现在我们添加一个PWM发生器和一个开关,并像这样连接在一起。
PWM发生器的输入是控制器计算的占空比。因此,我们上升并将此信号输入到换向逻辑,该信号自动在子系统中创建输入端口。然后,我们设置了PWM频率和采样时间,该时间在Matlab工作区中预定义。接下来,我们将切换阈值更新为正值。这样,在PWM信号的接通时间期间,我们将根据当前扇区和在其余的PWM循环中通过该部分的交换模式,我们将通过互补模式。
现在,此逻辑正常处理相位切换。要查看它是否正确工作,让我们模拟此模型,并查看记录的信号。我们看到速度跟踪非常好。测量的速度以橙色显示,使其有点难以看到绿色的所需速度。此图显示了500伏的直流源电压,在此,我们可以看到它在换阶段的+和-250伏之间的切换方式。由于这种切换,电机将看到平均电压,这将类似于用虚线所示的内容。
注意,在非换相阶段看到的反电动势电压帮助我们估计电机看到的近似有效电压。例如,在A相换相之前,我们读取到−25伏的反电动势电压。所以,我们可以说,电机看到的有效A相电压,在这个区域大约是- 25伏。使用同样的逻辑,我们可以显示A、B和C相的近似反电动势电压,就像这里用虚线看到的那样。
总之,在该视频中,我们构建了一个模型来实现PWM控制,直接将三相电压直接调制到BLDC电机,以控制其速度在不同的值下的速度。有关BLDC电机控制的更多信息,请查看此视频下面的链接。
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