关键字 |
| 磁滞带脉宽调制控制器(HPWM),间接矢量控制感应电动机(IVCIM),电压源逆变器(VSI) |
介绍 |
| 感应电动机的不同速度的有效途径(IM)驱动器提供三相逆变器的变频和变压。它可以通过通过电流控制逆变器直流电压链接。为了保持适当的磁性核心应用的电压/频率比率的条件必须是常数 |
| 的各种方法控制逆变器的输出电压[6](i)外部交流输出电压的控制。(2)外部直流输入电压的控制。如果可用的直流电压,直流电压逆变器的输入是通过控制斩波器。这种方法并不多用作它涉及更多的损失,降低了效率,高成本和复杂性。(3)内部控制的逆变器控制变频器本身。这样做的最有效的方法是通过脉冲宽度调制(PWM)控制逆变器中使用。PWM逆变器是安静的流行和使用最广泛的工业应用。本文使用HBPWM控制逆变器的输出电压控制 |
| PWM原理,不同的PWM技术和方法HBPWM控制器详细讨论和描述HBPWM控制器的建模仿真软件MATLAB。仿真框图IVCIM使用HBPWM逆变器提出了电流控制器,仿真结果显示。 |
脉宽调制控制 |
| 在这种方法中,一个固定的直流输入电压的逆变器交流输出电压控制是通过调节逆变器的开关时间组件。逆变器采用PWM原理称为PWM逆变器。特点是恒幅脉冲PWM技术。这些脉冲的宽度调制得到逆变器输出电压控制和减少其谐波含量。优势被PWM技术[8](i)的输出电压控制方法可以获得没有任何附加组件。(2)通过这种方法,可以消除或最小化低阶谐波及其输出电压控制。高阶谐波容易过滤,过滤需求最小化。[1] |
| 这种方法的主要缺点是,在所是昂贵的,因为他们必须具备较低的开启和关闭时间。这是最受欢迎的方法控制逆变器的输出电压的工业应用。[2] |
类型的脉宽调制技术 |
| 有几种类型的PWM技术[4]正弦脉宽调制(SPWM),选择谐波消除PWM(她),最低纹波电流PWM,空间矢量PWM,磁滞带电流控制PWM (HBPWM)和瞬时电流正弦PWM控制,法调制。 |
| 磁滞带电流控制PWM已经使用因为它的简单实现,瞬态响应快,直接限制的设备直流环节电压纹波的峰值电流和实际不敏感,允许较低的滤波电容器。 |
HBPWM电流控制 |
| HBPWM基本上是一个瞬时反馈电流控制PWM方法在不断的实际电流跟踪当前命令在指定滞后乐队。[3] |
| 图1解释了HBPWM半桥逆变器的工作原理。控制电路生成所需的正弦参考电流的大小和频率,并与实际的相电流波形。当电流超过规定滞后乐队,在网格上开关是关闭的和较低的开关打开。由于输出电压转换从-0.5 + 0.5 vd vd,和当前开始腐烂。随着电流穿过区间下限,降低开关是关闭的,上面的开关打开。实际的电流波因此被迫跟踪正弦参考波内磁滞带回来,来回上下开关的切换。然后逆变器本质上变成了一个电流源峰间纹波电流,控制磁滞带内无论Vd波动。峰的峰值电流脉动和开关频率与磁滞带的宽度有关。HBPWM逆变器控制方法是显示在图2。HBPWM控制器的输入是三相电流错误和输出PWM逆变器的开关模式。 k in the figure represents the normalization factor and is used for the purpose of scaling the current error input to the HBPWM controller. PS is the pulse separation circuit for the separation of pulses to the IGBTs in the upper and lower leg of the inverter.[4] |
| 滞环电流控制器使输出脉冲逆变器根据这个规则[7] |
 |
| 保持相同的状态。m = a, b, c阶段我是负载电流和直流V直流环节逆变器的电压。[3] |
| 这种方法的主要缺点是,PWM频率并不是恒定不变的,因此非最佳谐波将结果。 |
仿真软件MODELOF HBPWM电流控制器 |
| HBPWM电流控制器框图使用仿真软件/ MATLAB在图4中所示。当前三个阶段的错误决定和滞后块是每个阶段的工作。HBPWM控制器的输出,脉冲,是给逆变器喂3-øIM。滞后的块可在不连续的模型库和定点块集 |
使用HBPWM IVCIM驱动控制器的仿真软件模型 |
| 的操作说明HBPWM电流控制器的仿真模型IVCIM驱动使用HBPWM电流控制器开发和模拟。模型是图5所示。IM的块中可用在Sim电力系统仿真软件图书馆块集。电动机规格可以通过双击指定块。我是鼠笼式类型和同步参考系被选中。电机内部块dq建模。[5] |
| 输入系统的引用参考速度(ωref)的弧度/秒,通量联系(*)通量和负载转矩(负载转矩)所需的输出是发达电磁转矩(Te)和转子转速(ωm)。 |
矢量控制器 |
| 输入向量控制器通量(*)通量和转子参考参考速度和实际电机速度的差异(ωerr)。通量* *用于生成id。ids *是控制电流控制id, id是定子电流的d-axes组件。图6显示了IM矢量控制器驱动。 |
 |
 |
| 智商*是控制电流控制的智商,智商是定子电流的q-axes组件的地方。一个¯·犯错是用来计算智商*使用算法。PI控制器用于生成参考转矩Te *从¯·犯错。比例积分控制器的增益常数KP和KI选择16和32和选择的性能。计算转子磁通的方程(5) |
 |
| 动态的部分省略通量计算转子磁链的参考。这是由于转子在稳态流量是恒定的。智商*计算使用Te * *和通量。 |
 |
 |
| 滑动速度用ωsl rad /秒计算使用什么稀罕(转子磁通)和智商(q-axes组件的定子电流)从以下方程4 |
 |
| 同步速度ωe因此θ计算分别用方程5和6。 |
 |
 |
(ABC-DQ) TRASNFORMATION |
| a - b - c的dq变换可以由仿真软件实现模型图7所示。 |
| 变换矩阵用于a - b - c dq变换是由以下方程13 |
 |
(DQ-ABC)转换 |
| a - b - c的dq变换可以由仿真软件实现模型显示在图8所示。 |
| 用于dq变换矩阵a - b - c转换是由方程(14)。 |
 |
仿真结果和讨论 |
| IVCIM驱动采用HBPWM控制器的仿真结果与一个逆变器和一个IM以下规范。 |
| 逆变器:直流环节电压(伏直流电)= 428.76 v |
| 直流环节电压直流应该约1.453六世六世的智慧化线电压值。 |
| 采样时间(Ts): 1.8μs,回程HBPWM电流控制器的频带宽度是0.03。 |
| 感应电动机:3阶段,6惠普,440 V,针对频率:50 Hz定子电阻(rs): 0.007欧姆。转子电阻(rrL) ecnatcudni egakaeL rotatS .mho 820.0:(³ls): 0.8 mH。转子漏电感(Llr gnizitengaM .Hm 8.0:(一个³电感(Lm): 34.7 mH |
| 电机起动转矩高10到12倍的负载转矩。但图中起动转矩看作是常数负载转矩的三倍。在矢量控制器电路智商*代PI控制器用于生成参考转矩、饱和限制的负载转矩的三倍。 |
| 从曲线图可以看出,负载的干扰是由于之前开车到达后扰动速度160 rad /秒。现在如果开车离开这样没有任何进一步的干扰,稳定在3.277秒左右。但50步扰动rad /秒的速度在2.2秒使传动稳定在3.5秒左右。 |
| HBPWM控制器,当有一步扰动负载转矩和速度分别为1.9秒和2.2秒。前后负载转矩扰动值分别为100 n - m - 150 n - m . .这种下降可以减少适当的选择生成参考转矩PI控制器的增益常数Te *。当电动机的速度达到100 rad /秒的参考价值,发达扭矩达到170 n - m的最终值。 |
| 它可以观察到从无花果所示的图13和14 (a),当当前错误的输入HBPWM控制器不归一化即k = 1,输入电流的定子IM光滑但标准化系数k = 0.003输入电流IM的定子是扭曲的,有一个发达转矩的转矩脉动。图3.14 (b)展示了定子电流的放大部分在图3.14 (a)。进一步正常化造成进一步扭曲的输入电流,提高脉动转矩波形。 |
| 如果任何一个输入的HBPWM电流控制器是零IM驱动器停止工作的输入电流IM电动机变成零。图15显示了当前的图形输入电动机当总会改变当前错误的输入HBPWM电流控制器是零。 |
| 逆变器的开关损耗使用HBPWM IVCIM驱动控制器是通过定义一个计算α比例如下: |
 |
| 总谐波失真: |
| 总谐波失真(THD)之间是亲密的形状的测量波形和它的基本 |
组件,并定义为 |
| ,n I = n次谐波分量的均方根值的电流1 I =当前的RMS值的基本组成部分。I =总均方根值的电流。%总谐波失真(% (THD)的输入电流的定子IVCIM使用HBPWM控制器滞后带宽度的0.02和0.5表1所示: |
结论 |
| 摘要HBPWM电流控制器的工作原理及其在仿真软件建模为一个逆变器控制进行了探讨。作为它的应用程序,一个IVCIM驱动建模和结果显示。的磁滞带宽度HBPWM电流控制器是0.02。速度、转矩响应,定子电流波形,逆变器开关损失和%的定子电流THD IVCIM。 |
表乍一看 |
 |
| 表1 |
|
数据乍一看 |
|
|
菜单
