基于MPTA+弱磁控制(直接计算法)+电流解耦器PMSM系统simulink实现

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基于MPTA+弱磁控制(直接计算法)+电流解耦器PMSM系统simulink实现

2024-07-09 20:19| 来源: 网络整理| 查看: 265

基于MPTA+弱磁控制(直接计算法)+电流解耦器PMSM系统simulink实现 总体控制框图

在这里插入图片描述

其中控制算法的流程:

在这里插入图片描述首先我们说一下电流极限圆和电压极限圆的概念及其公式:

1、电压极限圆

在这里插入图片描述 带入得到: 在这里插入图片描述

2、电流极限圆

在这里插入图片描述 当电机处于稳定状态时,将电压约束方程和电流约束方程画在 id、iq 平面上,如图所示: 在这里插入图片描述当考虑定子电阻的影响以后,在给定转速下,输出转矩的能力有所下降;在给定转矩下,能达到的最大转速也有所降低;因此在转速较高时,将电阻的影响忽略不计(上图就是不考虑定子电阻的影响)。

二、弱磁控制的三个区域

在这里插入图片描述 区域 1:PMSM 在该区域的转速小于转折速度,此区域由于还未进行弱 磁,输出为恒转矩,所以区域 1 也成为恒转矩运行区。为了充分利用电机的输出能力,在此区间常采用 MTPA 控制方式。 区域 2:该区域为一般弱磁区,PMSM 的转速大于转折速度,为什么此时 不再使用 MTPA 而要用特定的弱磁策略呢,如下图所示, 在这里插入图片描述 当电机的 idiq 特性处于 MTPA 曲线时,假设升速到 BC 所在的电压极限 圆,此时 B 点和 C 点的电磁转矩输出能力明显不同,C 点的电磁转矩输出能力明显大于 B 点的电磁转矩输出能力。如果还是按照 MTPA 曲线去给定 d 轴电流,就会导致电机的输出能力下降,所以需要使用 C 点的 idiq 特性。 定子电流分量按照下式求得: 在这里插入图片描述可以得到 id 的运行轨迹为: 在这里插入图片描述

上图所示的关系式,是通过电压极限圆和电流极限圆的交点所得,电机的 定子电流轨迹沿着电流极限圆和电压极限圆的交点运行,且幅值始终保持为 Ilim 区域 3:区域 3 也成为深度弱磁区和弱磁 2 区,不是所有的电机都存在区 域 3,只有当 lim /  f d L I  的时候才会存在,这个关系的不同可以反映在电压极限圆和电流极限圆的坐标系中。 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 所以可以看到弱磁的曲线也是不一样的。 电机在该区域运行时,定子电流分量 id 和 iq 可以按照下式求得: 在这里插入图片描述

三、slimulink仿真控制

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3.1给定转速

在这里插入图片描述在这里插入图片描述

3.2转速环PI

在这里插入图片描述在这里插入图片描述

3.3控制算法(MPTA+弱磁)

在这里插入图片描述 其中内部结构为 在这里插入图片描述 其中MPTA内部为: 在这里插入图片描述 其中弱磁控制(flux-weaking)内部为: 在这里插入图片描述

3.4电流环PI

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

3.5解耦电流控制器代码 function [ud_out,uq_out] = fcn(ud,uq,id,iq,we,pisa,Ld,Lq) ud_out=ud-iq*we*Lq; uq_out=uq+id*we*Ld+we*pisa; end 3.5逆变器参数

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3.6三相电压电流测量模块

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3.7电机参数

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在这里插入图片描述 在这里插入图片描述

3.8转速波形

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3.9转矩波形

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