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行业动态

id负向电流补偿弱磁方案

恒定转矩TL=336Nm,电机转速从0加速到4000r/min,加速过程中转速变化平滑,转矩和电流保持平稳。在1.8s时,将转矩指令减小到40Nm,转矩调整过程中电流、转矩也能较好地跟踪给定,并且电机转速能够保持平稳。

 

电机在保持转速5000r/min(区域2)时,转矩指在2.5s变为50Nm,在3.5s变为90Nm,在4.5s变为130Nm的过程中,从电机d、q轴电流分量和电磁转矩的跟踪波形,可以看出电机具有比较好的动态调节性能。基于最大转矩电压比弱磁控制在不考虑平滑过渡情况下的电机转速、环球电机d、q轴电流分量和电机转矩的仿真波形。从图中可以看出,电机转速有两个过渡区,由区域1(恒转矩区2000r/min)过渡到区域2(恒功率区6000r/min)时,同上面方法类似,过程变化平滑。但当转速加速到4倍以上,从区域2过渡到区域3时(在5s时),d、q轴电流开始振荡,几乎出现失控,且转矩调节过程中,转矩也出现振荡,不能跟踪给定。

 

图1:转速变化波形

转速变化波形

图2:电磁转矩变化波形

电磁转矩变化波形

为基于最大转矩电压比弱磁控制在考虑平滑过渡情况下的电机转速、电机d、q轴电流分量和东莞电机转矩的仿真波形,以及电流轨迹的矢量电机转矩有两个过渡区,从2000r/min过渡和从5000r/min过渡时,都很平滑,电机稳定后,转速和转矩曲线与给定值基本吻合,且抖动较小。从电流轨迹矢量图也可以看出,d、q轴电流抖动非常小。新方案实现了区域1到区域2,区域2到区域3的平滑过渡。电机在转速6000r/min(区域3)时,转矩指令由270Nm,20Nm的过程中,转速一直很平稳,且从电机d、q轴电流分量和电磁转矩的跟踪波形,可以看出电机具有很好的动态调节性能。

 

MTLAB/SIMULINK仿真环境,并在MTLAB/SIMULINK下,对基于最大转矩电压比的永磁同步电机弱磁控制方案进行了仿真建模;然后对基于id负向电流弱磁控制和基于MTPV弱磁控制(包括不考虑平滑过渡和考虑平滑过渡)两种方案进行了仿真,并分析了仿真结果。

 

dSPACE半实物仿真平台上进行的,平台主要由仿真计算机、dSPACE仿真器、I/O接口和传动控制单元DCU组成,在半实物仿真平台的仿真计算机上,完成控制系统的软件设计,然后通过网络端口下载到DCU上。网络端口将软件下载到DCU中的电机控制单板上(电机控制芯片为DSPC6713),之后环球电机通过上位机监控软件CSR_Drive监视实验数据。

 

DCU主要完成对IGBT逆变器和永磁同步牵引环球电机的实时逆变控制、粘着控制和制动斩波控制,其结构主要包括主控板、母板和接口板,三块板之间通过各种总线进行相互通讯,其板卡接口框图如图3所示。

 

图3:DCU板卡接口框图

DCU板卡接口框图

DCU放置于牵引逆变器箱内,365体育在线采用叠板结构,包括主控板、母板、接口板,采用双OMAP+FPGA+CPLD结构,位于主控板的OMAP芯片为高性能双核处理器,内含ARM9核和C67XXDSP核。DCU与IGBT逆变器模块之间通过电缆传输触发脉冲,并反馈逆变器模块故障信号,达到对IGBT逆变器模块控制的目的。