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：4587

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。

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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