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异步电动机与逆变6ES5927-3SA12模块
异步电动机选用SimPowerSystem模块库中的Asyn-chronous Machine SI Uints,选择在同步旋转坐标系的笼式异步电动机数学模型。模块的A,B,C是异步电动机定子绕组输入端,与IGBT逆变器的输出相连。逆变部分由SimPowerSystem 模块库中的Power Electronic 下的Universal Bridge 模块形成,逆变器的输入pulse 端为PWM控制信号(6路),输出为三相ABC交流电压。
2.2.2 矢量控制6ES5927-3SA12模块
矢量控制模块的内部结构如图3 所示。子模块输入角速度给定和实际角速度值求偏差,并送入转速调节器(PI 调节器);磁链给定的偏差信号用来作为磁链调节器(PI调节器)的输入,dq-abc、各计算环节及abc-dq 实现转速和磁链的解耦控制,pulses generator单元产生脉冲信号控制IGBT逆变器达到变频调速的目的。转子磁链相位角和励磁、转矩电流计算均根据矢量控制原理采用Simulink 下的Fun模块设置函数,本文不再给出它们的具体仿真模型。
2.2.3 脉冲发生器6ES5927-3SA12模块
脉冲发生器模块由滞环控制器和逻辑非运算器组成。模块的输入信号是三相给定电流和三相实测电流,输出信号是由六路IGBT 逆变器逆变来的六相脉冲信号。模块将给定信号和实际测量信号进行比较,当实测电流小于给定电流且偏差大于滞环宽度时,输出为1,逆变器相正向导通,负向关断;当实际电流大于给定电流且偏差小于滞环宽度时,输出为0,逆变器相负向导通,正向关断。采用逆变器通与断来调节逆变器输出线电压的频率,实现变频调速。电流滞环控制器模型如图4所示。
2.2.4 6ES5927-3SA12坐标变换模块
abc-dq变换模块实现三相定子坐标到dq 坐标的变换,变换模块模型如图5 所示;dq-abc 变换模块实现dq 坐标到三相定子坐标的变换,变换模块仿真模型如图6所示。采用三相到两相或两相到三相变换表达式设置变换模块中相应的函数表达式。仿真采用的Simu- link/ User-Defined Function/Matlab Fcn模块实现不同形式的函数运算。
3 仿真结果及分析
3.1 参数设置
6ES5927-3SA12在启动仿真之前,首先要设置交流异步电机参数:
额定线电压220 V、交变频率50 Hz、磁极对数2,转动惯量J = 1.662;阻尼系数D = 0.1;定子内阻Rs = 0.087 Ω,定子漏感Ls = 0.8 mH;转子内阻Rr = 0.028 Ω,转子漏感Lr = 0.8 mH;定转子互感Lm = 34.7 mH.
逆变器参数:逆变器设置为三电平桥式电路IGBT,逆变器直流电源VDC = 780 V,给定磁通值φ*r = 0.96 Wb;转速控制器(PI调节器)参数kp = 13,ki = 26,限幅为300;电流控制器的滞环宽度H = 20 A.负载转矩为10 N-m,给定角速度为20 rad/s.
Inductoheat PCB Control Board M# 31035-900G ~NIB SUR~
SE Modicon TSX COMPACT M# PC-E984-285 Sealed ~NIB Sur.~
Siemens Simo-Drive M# 6SC6101-2B-Z NEW ~NIB SURPLUS~
SE Modicon Quantum M# 140CPU11303 Sealed ~NIB SURPLUS~
Allen Bradley RIO & AXIS Module M# 1394C-SJT05-C-RL NIB
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