無速度傳感器係統仿真模型的建立

作者 ：admin  來源 ：本站  發表時間 ：2012/10/18 14:20:01  點擊 ：4219

無速度傳感器係統仿真模型的建立   

     3．1 係統仿真主模塊

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

圖1 VC係統仿真主模塊框架示意圖

    圖1 中 ，VC 控製係統由異步電機 、PWM 逆變器 、無速度傳感器VC 控製、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控製模塊由轉速估計 、PI 控製器( 轉速ASR 、轉矩ATR 、磁鏈AψR 調節器模塊)  、坐標變換和電流滯環控製器ACR 等子模塊組成 。

    係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 控製器的輸入 ，並產生PWM 逆變器的觸發信號;最後發送給絕緣雙極型晶體管( insulated gate bipolartransistor ，IGBT) 逆變器控製異步電機調速運行 。

     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係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 控製信號 ，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 個參數並送示波器顯示 。

     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 電流滯環控製器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 相脈衝控製信號 。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製 。

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