4.3 Моделирование автоматизированного электропривода
Принцип векторного управления асинхронным двигателем основан на преобразовании измеренных в неподвижной системе , координат двигателя (напряжений, токов, потокосцеплений и т.п.) к вращающейся системе координат x, y. В результате такого преобразования выделяются составляющие соответствующих обобщенных векторов во вращающейся системе координат, которые будут иметь постоянные, в установившемся режиме, значения. Регулирование их позволяет осуществить раздельное управление скоростью и потокосцеплением АД.
В средеMATLAB Simulink имеется готовое решение для моделирования системы ПЧ-АД, он представлен в виде блока Field-Oriented Control Induction Motor Drive. В него входит диодный выпрямитель, фильтр, тормозной резистор, инвертор, асинхронный двигатель, контроллер ориентации поля F.O.C. и контроллер скорости. Схема блока приведена на рисунке 4.9.
Рисунок 4.9 – Схема блока Field-OrientedControl Induction Motor Drive
Контроллер скорости основан на ПИ-регуляторе, как показано на рисунке 4.10.
Рисунок 4.10 – Схема ПИ-регулятора скорости
Блок F.O.C. содержит одиннадцать основных параметров.
Параметр ψr используется для оценки потока ротора двигателя.
Параметр θe используется, чтобы найти угол поток ротора вращающегося поля.
ABC-DQ блок выполняет преобразование ABC фазовых переменных в DQ компонентов потока ротора вращающейся системе поля.
DQ-ABC блок выполняет преобразование DQ компоненты потока ротора вращающегося поля в ABC фазовых переменных.
IQS* вычислительный блок использует рассчитанный поток ротора и задание момента, чтобы вычислить ток статора квадратурной составляющей, необходимой для получения электромагнитного момента на валу двигателя. Идентификатор * блока использует ссылку на поток ротора, чтобы вычислить ток статора прямой составляющей, который необходимым для получения потока ротора.
Ток регулируется в зависимости от петли Гистерезиса. Переключение блок управления используется для ограничения частоты преобразователя коммутации до максимального значения, указанного пользователем.
Контроллер потока используется для управления потока в динамике и уменьшения ошибки статичного потока. Вектор намагниченности устройство содержит вектор, используемый для создания начального потока двигателя. Блок управления намагниченности содержит логику, используемую для переключения между намагниченностью и нормальным режимом работы.
Схема контроллера F.O.C. изображена на рисунке 4.11.
Рисунок 4.11 – Схема контроллера F.O.C.
Общий вид схемы модели системы ПЧ – АД представлена на рисунке 4.12.
Система работает от 2 задающих сигналов на блок F.O.C.:
здание на скорость;
задание на момент.
Рисунок 4.12 – Схема для моделирования системы ПЧ-АД
На рисунке 4.13 представлен ввод данных в окна блока Field-OrientedControl Induction Motor Drive.
Рисунок 4.13 – Ввод данных в панель блока Field-OrientedControl Induction Motor Drive