永磁同步電機(jī)常用的控制方法(永磁同步電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的構(gòu)成)

2023-01/13

隨著我們對異步電機(jī)和同步電機(jī)有了初步的感性認(rèn)識，我們將從控制策略層面一層一層地觀察電機(jī)是如何被控制的。主要分為兩部分。部分是電機(jī)的開環(huán)控制，沒有任何反饋，電流環(huán)反饋，速度環(huán)反饋。第二部分是電機(jī)的閉環(huán)控制，包括電流環(huán)反饋和速度環(huán)反饋，特別是給電機(jī)一個指定的速度，看電機(jī)如何反應(yīng)，建立速度的過程。

需要以下工具和認(rèn)知：

1.Matlab軟件，最好是R2013a版本

2.Simulink仿真單元，需要熟悉各個功能塊。

3.了解SVPWM的機(jī)理和原理，尤其是各扇區(qū)和伏秒平衡。

4.對三相逆變器的初步認(rèn)知。

5.各種變換，包括帕克和克拉克變換和逆變換。

6.PI調(diào)整電流內(nèi)環(huán)的開環(huán)傳遞函數(shù)，一般用空間狀態(tài)對小信號建模。

7.環(huán)路穩(wěn)定機(jī)制、幅頻特性和相頻特性等。

8.各種極點和零點的特性。左半平面極點、右半平面零點和初始極點等特征。

部分：開環(huán)控制

1.建立SVPWM模型，如下圖1所示。主要有四個子模型：

一、扇區(qū)判斷子模型

b、矢量動作時間子模型

c、開關(guān)動作時間子模型

D.PWM波形生成子模型。

從圖1可以看出，這個SVPWM模型的輸入是左上接口：abo靜態(tài)坐標(biāo)系的矢量，而最右邊的接口是輸出接口，是6個互補(bǔ)的PWM信號。

74afe3f5ec594497928e89875d52f3fd

圖1 SVPWM模型

下圖是板塊判斷的子模型。為什么需要板塊判斷？因為SVPWM有六個扇區(qū)，對于任何給定值，都需要確定這個值位于哪個扇區(qū)，每個扇區(qū)以不同的順序控制三相逆變電路中的六個開關(guān)。從圖中可以看出，板塊判斷的子模型無非是簡單的邏輯運(yùn)算。

79b66779792641749d19791491ed648a

圖2扇區(qū)判斷子模型

圖3顯示了向量作用時間的子模型。判斷扇區(qū)后，需要用伏秒平衡來合成給定值。有許多合成機(jī)制，包括零矢量的選擇。

5bfdefb72475444b8a87c95b0e7025c6

圖3矢量動作時間子模型

圖4是開關(guān)動作時間的子模型。如前所述，伏秒平衡的應(yīng)用。

282dcde1878f45e4ab667167a62a1950

圖4開關(guān)動作時間子模型

圖5是PWM波形生成子模型。您可以在圖5的左上角看到三角波模式。這是載波，其頻率遠(yuǎn)高于給定頻率。圖5右側(cè)是PWM脈沖波的輸出接口，可以直接接三相逆變電路。

aaa9ef323930462aae4e3e18744610a1

圖5 PWM波形產(chǎn)生子模型

好了，SVPWM模型建立后，我們需要驗證它的功能是否正確。SVPWM模型的輸入接口由abo靜態(tài)坐標(biāo)系的矢量激勵，如下圖6所示。這里的激勵信號是ab兩個矢量信號。A和B矢量相差90 ,幅度相同，如圖7所示。SVPWM模型的輸出信號如下圖8所示。從圖8可以看出，在存在外部激勵信號的情況下，SVPMW模型的功能是正確的。

4523646a3dd0479380b8915318f01705