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無速度傳感器系統(tǒng)仿真模型的建立

作者：admin  來源：本站  發(fā)表時間：2012/10/18 14:20:01  點擊：4396

無速度傳感器系統(tǒng)仿真模型的建立   

     3．1 系統(tǒng)仿真主模塊

    利用Matlab/ Simulink 軟件中的電氣系統(tǒng)模塊SimPowerSystems，搭建無速度傳感器VC 系統(tǒng)仿真主模塊，其框架示意如圖1 所示。

圖1 VC系統(tǒng)仿真主模塊框架示意圖

    圖1 中，VC 控制系統(tǒng)由異步電機(jī)、PWM 逆變器、無速度傳感器VC 控制、總線選擇器、轉(zhuǎn)速給定器、負(fù)載轉(zhuǎn)矩給定器等模塊組成，其中的無速度傳感器VC控制模塊由轉(zhuǎn)速估計、PI 控制器( 轉(zhuǎn)速ASR、轉(zhuǎn)矩ATR、磁鏈AψR 調(diào)節(jié)器模塊) 、坐標(biāo)變換和電流滯環(huán)控制器ACR 等子模塊組成。

    系統(tǒng)的工作原理是給定轉(zhuǎn)速 ω*r與估算轉(zhuǎn)速 ωr，經(jīng)過ASR 調(diào)節(jié)器得到給定轉(zhuǎn)矩T*e; 再經(jīng)轉(zhuǎn)矩ATR 調(diào)節(jié)器可得到轉(zhuǎn)矩分量i*sq，而定子電流的勵磁分量i*sd可由磁鏈AψR 調(diào)節(jié)器計算得到; i*sd和i*sq經(jīng)過dq-abc 變換，獲得定子電流指令值i*a、i*b、i*c，它們與ia、ib、ic一起作為ACR 控制器的輸入，并產(chǎn)生PWM 逆變器的觸發(fā)信號;最后發(fā)送給絕緣雙極型晶體管( insulated gate bipolartransistor，IGBT) 逆變器控制異步電機(jī)調(diào)速運行。

     3．2 主要的子模塊功能

     3．2．1 異步電機(jī)與逆變器模塊

    異步電機(jī)選用SI 單位異步電機(jī)，它采用在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。圖1 中的A、B、C為電機(jī)三相定子繞組輸入端，它們與IGBT 逆變器的輸出端相連。逆變器由6 個IGBT 功率管構(gòu)成通用橋路，逆變器的輸入 pulses 端為6 路PWM 控制信號，直流母線電壓VDC由逆變器的“+”、“－ ”兩端輸入，它的輸出為三相交流電壓。電機(jī)模塊還有1 個機(jī)械轉(zhuǎn)矩輸入端口Tm和1 個包含21 個參數(shù)的輸出端口m，其中Tm為電機(jī)的負(fù)載接入端，端口m 可通過總線選擇器選取需要顯示的參數(shù)。本文仿真過程中測取了轉(zhuǎn)速 ωr、電磁轉(zhuǎn)矩Te、定子電流ia/ ib/ ic、轉(zhuǎn)子磁鏈dq 分量rd/rq共7 個參數(shù)并送示波器顯示。

     3．2．2 轉(zhuǎn)速推算模塊

    根據(jù)式( 8) 和式( 9) ，可分別搭建磁鏈電壓模型、電流模型; 根據(jù)式( 10) 和式( 11) ，可搭建轉(zhuǎn)速推算模塊。

     3．2．3 電流滯環(huán)控制器ACR 模塊

     ACR 模塊中將三相給定電流i*a、i*b、i*c ( 簡稱i*abc)和三相實測電流ia、ib、ic( 簡稱iabc) 作為輸入，輸出是6 路IGBT 逆變器6 相脈沖控制信號。其中1、3、5 與2、4、6 路信號互補。對輸入信號進(jìn)行比較，輸出邏輯0或1。當(dāng)iabc≤i*abc且偏差 Δiabc﹥滯環(huán)寬度d 時，輸出為1，逆變器對應(yīng)相正相導(dǎo)通，負(fù)相關(guān)斷; 而當(dāng)iabc≥i*abc且Δiabc﹤d 時，輸出為0，變送器對應(yīng)相負(fù)相導(dǎo)通，正相關(guān)斷。通過選取合適的d 值，可使iabc不斷跟蹤i*abc，從而實現(xiàn)電流閉環(huán)控制。

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