2.5 磁通和转矩滞环控制器
电动机的转矩和磁疗都采用滞环控制,磁通和转矩滞环控制器(Flux&Torque hystore-sis)结构如图2-7所示。转矩控制是三位滞环控制方式,在转矩滞环宽度设为dTedTedTdTdT和(Te*?Te)??e时,滞环模块e和?e分别输出状
2222dTdT态1和3,滞环模块e和?e分别输出为0时,经或非门NOR输出状态2,磁链控
22dT制是二位滞环控制方式,在磁链滞环宽度设为d?时,当磁链偏差(Te*?Te)??e和
2dT(Te*?Te)??e时,模块dPhi分别输出状态“1”和“2”。
2时,当转矩偏差(Te*?Te)??
图2.7 磁通和滞环控制器
2.6 磁链选择器
图2.8 磁链选择器
模块输入是磁链计算模块输出的磁链位置角angle通过比较和逻辑运算输出磁链所在偏号。
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2.7 开关表
图2.9 Magnetisation模块
开关表2.10用于得到三相逆变器6个开关期间的通断状态,开关表中,Magnetisation模块结构如图2.9所示,其作用是将磁链反馈与设定值比较,当反馈值大于设定值时,S-R-flip-flop触发器Q端输出1,当反馈值小于设定值时,触发断输出0,从而控制电机起动时逆变器和转速调节器工作状态,使电动机起动时产生初始磁通。
图2.10 开关表
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2.8 开关控制模块
开关控制模块如图2.11所示,包括三个D触发器(D Flip-Flop),目地是限制逆变器开关的切换频率,并且确保逆变器每相上下两个开关处于相反的工作状态,开关的切换频率可以在模块对话框中设置。
图2.11 开关控制模块
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3 实验仿真、实验波形记录及分析
异步电机直接转矩控制仿真图形如图3.1所示,系统由三相交流电源、直接转矩系统模块和检测单元等模块组成。三相电源线电压360V、60HZ,电源内阻0.02?,电感0.05mL。电动机参数:149kW、460V、60HZ,图3.2是电动机和控制器参数页,系统有转速(speed reference)和转矩(Torque reference)两项输入,在调速的同时负载转矩也在变化。转速和转矩给定使用离散控制模型库中的timer模块,speed reference设定值为:t=0、1s时转速分别为500、0r/min。Torque reference设定值为:t=0、0.5、1.5s时转速分别为0、792、-792N*m。模型采用混合步长的离散算法,基本采样时间Ts=0.2us,转速调节器采样时间为1.4us,仿真波形如图3-3所示。
图3.1 转矩控制系统仿真模型
从仿真波形可以看到在t=0时,转速按设定的上升率(900r/min)平稳升高,在起动0.6s时达到设定的转速500r/min。在0~0.5s范围内电动机是空载起动,电动机为200A;0.5s时加载792T*m,电流上升到400A,加载时电磁转矩瞬间达到1200N*m,但是在控制系统控制下,加载对转速的上升和稳定运行没有明显影响。1s后电动机开始减速,定子电流减小,并且电流频率下降,在t=1.5s时转速下降为0,这时转矩给定从792变化为-792。转速仍稳定为0r/min,表明系统有很好的转矩和转速响应能力。
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图3.2 模块参数
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a)转速响应
b)a相定子电流
c)电磁转矩
d)直流电压 图3.3 仿真波形
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