第二章 矢量控制系统
1.主电路建模与参数设置与直接转矩主电路建模和参数完全一致. 2.控制电路建模与参数设置
(1)滞环脉冲发生器建模。滞环脉冲发生器
作用是给定电流iA、iB、iC同输出电流i*A、i*B、i*C相比较,电流偏差超过一定范围时,滞环脉冲发生器控制逆变器上(下)桥臂功率器件动作,使得输出电流尽可能接近给定电流。为了保证同一桥臂上下轮流动作,上臂桥采用Relay模块,滞环宽度取12。为了加快仿真,下臂桥采用由Data TypeConversion、Logical Operator等模块组成。滞环脉冲发生器及封装后的子系统如图
电流跟踪控制器仿真模型及封装后子系统 (2)转子磁链模型。
在建立转子磁链模型时,需要用坐标变换,但在Matlab模块库中,没有两相
静止坐标与两相旋转坐标的变换模块,只有三相坐标到两相坐标变换模块,通过角度是否变化确定了变换方式。因此不能直接应用Matlab中坐标变换模块。但如果把模块abc-dq0 Transformation的旋转角度加上90b,同时矩阵幅值乘以3/2时,两者就完全相等。同样,两相坐标变换到三相坐标,在应用dq0-abc Transformation模块时角度和幅值上也应当进行适当调整。
在转子磁链模型中还需要求Ws,由于Ws=istLm/TrWr,故采用Fcn模块,函数定义为
Lmu(1)/(u(2)Tr+1e-3),其中,u(1)表示ist;u(2)表示Wr。转子磁链模型及封装后子系统如图所示。
电流变换与磁链观测仿真模型及封装后子系统
(3)解耦部分建模。为了抑制转子磁链和电磁转矩的耦合性,也是采用Fcn模
块,函数义
为n*pL*mu(1)u(2)/Lr,其中,u(1)为转子磁链Wr,u(2)为ist。
(4)调节器的建模与参数设置。磁链调节器、转矩调节器和转速调节器均采用PI调节器,然后进行封装。图5所示为转速调节器的模型及封装后的子系统,磁链调节器和转矩调节器建模方法与此相同。各参数设置如下:
ASR:Kp=10,Ki=8,上下限幅为175~175; ATR: Kp=415,Ki=12,上下限幅为60~60; AΨR:Kp=118,Ki=100,上下限幅为13~13。
转速调节器的模型及封装后的系统
转矩调节器的模型及封装后的系统
磁链调节器的模型及封装后的系统
3.系统仿真参数设置:
磁链给定为2.0。将主电路和控制电路的仿真模型进行连接,即可得按转子磁链定向矢量交流变频调速系统的仿真模型,如图所示。
仿真中所选择的算法为ode23 tb,Start设为0,Stop设为3.0 s。
转速，磁链闭环控制的矢量控制系统仿真模型
恒转矩负载电机的三项电流曲线，速度曲线，转矩曲线
变转矩负载电机的三项电流曲线，速度曲线，转矩曲线
磁链的轨迹