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无速度传感器系统仿真模型的建立
作者:admin  来源:本站  发表时间:2012/10/18 14:20:01  点击:2696

无速度传感器系统仿真模型的建立   

     3.1 系统仿真主模块

    利用Matlab/ Simulink 软件中的电气系统模块SimPowerSystems,搭建无速度传感器VC 系统仿真主模块,其框架示意如图1 所示。

VC系统仿真主模块框架示意图

图1 VC系统仿真主模块框架示意图

    图1 中,VC 控制系统由异步电机、PWM 逆变器、无速度传感器VC 控制、总线选择器、转速给定器、负载转矩给定器等模块组成,其中的无速度传感器VC控制模块由转速估计、PI 控制器( 转速ASR、转矩ATR、磁链AψR 调节器模块) 、坐标变换和电流滞环控制器ACR 等子模块组成。

    系统的工作原理是给定转速 ω*r与估算转速 ωr,经过ASR 调节器得到给定转矩T*e; 再经转矩ATR 调节器可得到转矩分量i*sq,而定子电流的励磁分量i*sd可由磁链AψR 调节器计算得到; i*sd和i*sq经过dq-abc 变换,获得定子电流指令值i*a、i*b、i*c,它们与ia、ib、ic一起作为ACR 控制器的输入,并产生PWM 逆变器的触发信号;最后发送给绝缘双极型晶体管( insulated gate bipolartransistor,IGBT) 逆变器控制异步电机调速运行。

     3.2 主要的子模块功能

     3.2.1 异步电机与逆变器模块

    异步电机选用SI 单位异步电机,它采用在同步旋转坐标系下异步电机的数学模型。图1 中的A、B、C为电机三相定子绕组输入端,它们与IGBT 逆变器的输出端相连。逆变器由6 个IGBT 功率管构成通用桥路,逆变器的输入 pulses 端为6 路PWM 控制信号,直流母线电压VDC由逆变器的“+”、“- ”两端输入,它的输出为三相交流电压。电机模块还有1 个机械转矩输入端口Tm和1 个包含21 个参数的输出端口m,其中Tm为电机的负载接入端,端口m 可通过总线选择器选取需要显示的参数。本文仿真过程中测取了转速 ωr、电磁转矩Te、定子电流ia/ ib/ ic、转子磁链dq 分量rd/rq共7 个参数并送示波器显示。

     3.2.2 转速推算模块

    根据式( 8) 和式( 9) ,可分别搭建磁链电压模型、电流模型; 根据式( 10) 和式( 11) ,可搭建转速推算模块。

     3.2.3 电流滞环控制器ACR 模块

     ACR 模块中将三相给定电流i*a、i*b、i*c ( 简称i*abc)和三相实测电流ia、ib、ic( 简称iabc) 作为输入,输出是6 路IGBT 逆变器6 相脉冲控制信号。其中1、3、5 与2、4、6 路信号互补。对输入信号进行比较,输出逻辑0或1。当iabc≤i*abc且偏差 Δiabc﹥滞环宽度d 时,输出为1,逆变器对应相正相导通,负相关断; 而当iabc≥i*abc且Δiabc﹤d 时,输出为0,变送器对应相负相导通,正相关断。通过选取合适的d 值,可使iabc不断跟踪i*abc,从而实现电流闭环控制。

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