永磁同步电机(正弦有感)学习 (8)

一.内容
此次学习继续进行仿真部分的学习。
二.知识点
1.PMSM的滞环电流控制
原理:
是将电流给定信号与检测到的逆变器实际输出电流信号相比较,若实际电流值大于给定值,则通过改变逆变器的开关状态使之减小,反之增大。这样,实际电流围绕给定电流波形作锯齿状变化,并将偏差限制在一定范围内。
控制方法:
当反馈电流的瞬时值在这里插入图片描述与给定电流在这里插入图片描述之差达到滞环的上限值时,即 在这里插入图片描述(HB为滞环宽度)时,逆变器A相上桥臂的开关器件关断,下桥臂的开关器件导通,电动机接电压在这里插入图片描述在这里插入图片描述下降;相反,当 在这里插入图片描述时,A相上臂桥的开关器件导通,下桥臂开关器件关断,电动机接电压在这里插入图片描述在这里插入图片描述上升。这样通过控制上下桥臂开关器件的交替通断,使得在这里插入图片描述,达到在这里插入图片描述追踪在这里插入图片描述的目的。
系统仿真模型:
永磁同步电机(正弦有感)学习 (8)_第1张图片
①PI子系统模块:
永磁同步电机(正弦有感)学习 (8)_第2张图片
其中的KP、KI、输出结果的上下限幅都被封装成参数了:
永磁同步电机(正弦有感)学习 (8)_第3张图片
②反Park变换模块:
永磁同步电机(正弦有感)学习 (8)_第4张图片
通过反Park变换得到三相的参考电流。
③三相滞环电流控制模块:
永磁同步电机(正弦有感)学习 (8)_第5张图片
其中单相的滞环电流控制如图6所示:
永磁同步电机(正弦有感)学习 (8)_第6张图片
通过输入电流采样值在这里插入图片描述和参考值在这里插入图片描述,让它们相减,然后把结果输入滞环模块。滞环模块配置如图7所示:
永磁同步电机(正弦有感)学习 (8)_第7张图片
滞环模块的作用就是根据电流采样值在这里插入图片描述在这里插入图片描述的差值的大小来作为判断的依据,当在这里插入图片描述,输出相电压155,让电流上升;当在这里插入图片描述,输出相电压-155,使电流下降。
永磁同步电机(正弦有感)学习 (8)_第8张图片
使用受控电压源模块,信号输入端S输入多少值,在输出端的+、-间就有多少压差。比如输入S=10,则输出+、-间就有10V电压。在上面的连接中,受控电压源在这里插入图片描述的信号输入端为在这里插入图片描述,电压输出端为在这里插入图片描述,实现了电压信号到实际电压值的转换。受控电压源在这里插入图片描述是同样的道理。最后把相电压输出给PMSM模块。
2.基于PI调节器的PMSM控制
通过上个仿真,可以得知本次仿真采用的矢量控制的方法是在这里插入图片描述,当然对于表贴式三相PMSM而言在这里插入图片描述控制和最大转矩电流控制比是等价的。
永磁同步电机(正弦有感)学习 (8)_第9张图片
①速度环PI调节器的仿真模型:
永磁同步电机(正弦有感)学习 (8)_第10张图片
模块参数配置如图11所示:
永磁同步电机(正弦有感)学习 (8)_第11张图片
②电流环PI调节器的仿真模型:
永磁同步电机(正弦有感)学习 (8)_第12张图片
永磁同步电机(正弦有感)学习 (8)_第13张图片
永磁同步电机(正弦有感)学习 (8)_第14张图片永磁同步电机(正弦有感)学习 (8)_第15张图片
③SVPWM算法的仿真模型:
利用反Park变换得到的在这里插入图片描述在这里插入图片描述来计算得到三相电压开关时间等变量。
永磁同步电机(正弦有感)学习 (8)_第16张图片
④仿真结果:
由图9可以得知,本次仿真的参考转速设置为在这里插入图片描述。转矩配置如下图所示:
永磁同步电机(正弦有感)学习 (8)_第17张图片
即转矩在这里插入图片描述初始值为在这里插入图片描述,在在这里插入图片描述时,跳到在这里插入图片描述
永磁同步电机(正弦有感)学习 (8)_第18张图片
永磁同步电机(正弦有感)学习 (8)_第19张图片
永磁同步电机(正弦有感)学习 (8)_第20张图片
转速曲线和之前的仿真相似,从0开始稳定在1000,并在转矩在这里插入图片描述发生变化后,快速的稳定。而三相电流在这里插入图片描述也是,在转矩发生变化之后,幅值和频率也发生了变化。
三、学习总结
在仿真的学习过程中,自己发现由于对于MATLAB软件的不熟悉,目前自己对于一些仿真的进一步学习存在一些问题,对于例程中已经设置好的配置自己暂时没有头绪更改,书本中也提倡我们自己去尝试其他的配置和思路,希望在后续的学习中能够逐渐完善这块。

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