Одним из распространенных современных методов управления трехфазными асинхронными двигателями и синхронными двигателями с постоянными магнитами (также известными как двигатели BLAC или PMAC) является управление, ориентированное на поле, который независимо управляет намагничивающей и создающей крутящий момент составляющими тока статора. Это позволяет компоненту, создающему крутящий момент, оставаться перпендикулярным потоку вращения ротора, максимизируя создание крутящего момента.
Пространственно-векторная широтно-импульсная модуляция (SVPWM) — это метод, используемый на заключительном этапе полевого ориентированного управления (FOC) для определения сигналов с широтно-импульсной модуляцией для инвертор переключатели для подачи желаемого 3-фазного напряжения на двигатель.
Ниже приведено краткое описание того, как работает FOC с SVPWM:
1) Измерьте два из трех фазных токов двигателя и подайте их в Преобразование Кларка для преобразования их из трехфазной системы (iа, яb, яc) к двумерной ортогональной системе (iα, яβ). Обратите внимание, что нет необходимости измерять все три тока, так как сумма трех должна равняться единице (0). Таким образом, третий ток должен быть отрицательной суммой первых двух.
2) Примените Преобразование парка для преобразования двухосевой стационарной системы (iα, яβ) к двухосевой вращающейся системе (iвопрос, яd), где ток по оси d выровнен по потоку ротора, а ток по оси d (составляющая, создающая крутящий момент) ортогонален потоку ротора.
3) Поток тока статора и крутящий момент регулируются независимо, как правило, PI-контроллерами. Напряжение, подаваемое на двигатель, Вdи Vвопрос, определяются с помощью PI-контроллеров.
4) Далее, обратное преобразование парка преобразует двухосевую систему вращения (Vsqref — ссылка, Вsdref)обратно к двухосевой стационарной системе (Vsареф, Вsβ ссылка). Это компоненты вектора напряжения статора и являются входными данными для SVPWM, который генерирует 3-фазное выходное напряжение для двигателя. (Обратите внимание, что использование SVPWM устраняет необходимость в обратном преобразовании Кларка для получения трехфазных выходных напряжений.)
Напряжение подается на двигатель с помощью трехфазного инвертора с шестью транзисторами (по два на каждой ветви выхода). Каждый из трех выходов может находиться в одном из двух состояний (верхний транзистор закрыт, а нижний транзистор открыт, или наоборот), что дает восемь (23) общее количество состояний для выходных данных. Они называются базовыми векторами.
Восемь базовых векторов нанесены на шестиугольную звездообразную диаграмму. Каждый вектор образует спицу звезды с разницей фаз между соседними векторами в 60 градусов. Два вектора (V0и V7), которые содержат выходные данные, которые либо все являются плюсовыми, либо все минусовые, называются нулевыми векторами и отображаются в центре (начале координат) звезды.
Целью SVPWM является получение “среднего вектора” в течение периода ШИМ (TШИМ) , который равен требуемому вектору напряжения (Ввон).
Местонахождение Vвон определяется на диаграмме «звезда», а базовые векторы, ограничивающие этот сектор (V1и V3, например), наряду с одним из нулевых векторов, используются для синтеза желаемого напряжения. Это делается путем применения V1в течение заданного времени (T1), В3в течение заданного времени (T3), и нулевой вектор на необходимый промежуток времени (T0) для получения результирующего вектора , равного Vвон.
Значения T1, T3 и T0 может быть определено с помощью следующих уравнений:
Моделирование Vвон затем может быть выражено как:
По сравнению со стандартным управлением, ориентированным на поле, использование FOC с широтно—импульсной модуляцией пространственного вектора позволяет более эффективно использовать напряжение питания постоянного тока, обеспечивает меньшие гармонические искажения, что улучшает коэффициент мощности — и уменьшает пульсации крутящего момента.
Вам также может понравиться:
Свежие комментарии