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無速度傳感器系統仿真模型的建立
作者:admin  來源:本站  發表時間:2012/10/18 14:20:01  點擊:4000

無速度傳感器系統仿真模型的建立   

     3.1 系統仿真主模塊

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

VC系統仿真主模塊框架示意圖

圖1 VC系統仿真主模塊框架示意圖

    圖1 中,VC 控制系統由異步電機、PWM 逆變器、無速度傳感器VC 控制、總線選擇器、轉速給定器、負載轉矩給定器等模塊組成,其中的無速度傳感器VC控制模塊由轉速估計、PI 控制器( 轉速ASR、轉矩ATR、磁鏈AψR 調節器模塊) 、坐標變換和電流滯環控制器ACR 等子模塊組成。

    系統的工作原理是給定轉速 ω*r與估算轉速 ωr,經過ASR 調節器得到給定轉矩T*e; 再經轉矩ATR 調節器可得到轉矩分量i*sq,而定子電流的勵磁分量i*sd可由磁鏈AψR 調節器計算得到; i*sd和i*sq經過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,并產生PWM 逆變器的觸發信號;最后發送給絕緣雙極型晶體管( insulated gate bipolartransistor,IGBT) 逆變器控制異步電機調速運行。

     3.2 主要的子模塊功能

     3.2.1 異步電機與逆變器模塊

    異步電機選用SI 單位異步電機,它采用在同步旋轉坐標系下異步電機的數學模型。圖1 中的A、B、C為電機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。電機模塊還有1 個機械轉矩輸入端口Tm和1 個包含21 個參數的輸出端口m,其中Tm為電機的負載接入端,端口m 可通過總線選擇器選取需要顯示的參數。本文仿真過程中測取了轉速 ωr、電磁轉矩Te、定子電流ia/ ib/ ic、轉子磁鏈dq 分量rd/rq共7 個參數并送示波器顯示。

     3.2.2 轉速推算模塊

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

     3.2.3 電流滯環控制器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。對輸入信號進行比較,輸出邏輯0或1。當iabc≤i*abc且偏差 Δiabc﹥滯環寬度d 時,輸出為1,逆變器對應相正相導通,負相關斷; 而當iabc≥i*abc且Δiabc﹤d 時,輸出為0,變送器對應相負相導通,正相關斷。通過選取合適的d 值,可使iabc不斷跟蹤i*abc,從而實現電流閉環控制。

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