Клиначёв Николай Васильевич
ICQ: 253060497

Бездатчиковая векторная система управления для синхронного двигателя с возбуждением от постоянных магнитов: Документация программного кода управляющего микроконтроллера

Программа реализует подчиненную управляющую систему, которая позволяет контролировать момент и угловую скорость вала синхронного двигателя с постоянными магнитами (СДПМ / PMSM / BLAC Motor) во всех четырех квадрантах плоскости механической характеристики. Тип управления – векторный, бездатчиковый. Скорость вала вычисляется по напряжению DC-шины и мгновенным значениям токов фаз двигателя. Положение ротора – либо с помощью "Интегратора Угла", который интегрирует вычисленное значение скорости и предустанавливается в достоверное состояние (корректируется) каждые 60 электрических градусов (по прерываниям от датчиков Холла), либо с помощью вычислителя мгновенных значений потокосцеплений по осям Alpha/Beta. Программа исполняется микроконтроллером фирмы Техас Инструментс. Серия – Piccolo (с целочисленным АЛУ, TMS320F28035). Для эмуляции операций с плавающей точкой используются макросы библиотеки IQMath определенные для языка программирования Си.

Электродвигатель DT4260-24-055-04

Мастер приведения параметров электрических машин доступен в сети. Задайте вопрос Яндексу...

                                                                 Таблица 1
+------------------+---+----+--------+-------+----------+----------------+
|     Тип СДПМ     | m | Zp |   Ke   |   J   | R_ф  L_ф | I_фm  Mн   Pн  |
|       ЛЛБ        | Y        В/рад/с  kg*m^2   Om   mH     A   Nm    W  |
| DT4260-24-055-04 | 3    4   0.0224    4e-6  0.483 0.6   3.9  .131  55  |
+------------------+---+----+--------+-------+----------+----------------+
Kt = 1.5 * Ke,   Mн = I_фm * Kt,   omega_н = Pн / Mн,   Eфm = omega_н * Ke

                                                                 Таблица 2
+------------------+--------+--------+-------+----------+----------------+
|     Экв. ДПТ     |   E_я  |   KФ   |   J   | R_я  L_я |  Iн   Mн   Pн  |
|     условие:     |    В     В/рад/с  kg*m^2   Om   mH     A   Nm    W  |
|     Eя = Eфm     |  9.41    0.0224    4e-6  0.322 0.4   5.85   -    -  |
+------------------+--------+--------+-------+----------+----------------+

Модель к численному расчету естественной механической характеристики представлена на чертеже 1. Паспортные данные электродвигателя – предустановлены.

Модель для расчета естественной
механической характеристики СДПМ

Граничная скорость изменения электрического угла поворота вала $ω_г≥0.5/T_a$, при превышении которой затухание амплитуды собственного переходного процесса цепи статора данного двигателя за период станет меньше 100 %, составляет 403 рад/с, что практически соответствует номинальной (420 рад/с).

Модель, демонстрирующая собственный
переходный процесс цепи статора ВД

Настройка параметров регуляторов системы управления

Мастер или Калькулятор параметров регуляторов электропривода доступен в сети. Задайте вопрос Яндексу...

Модель прототипа электропривода на ДПТ
(используется для настройки регуляторов)

Модель бездатчиковой векторной системы управления для СДПМ

...

Модель векторной системы управления
для электропривода на ВД (d-q BLAC Motor)

...

Модель векторной системы управления
для электропривода на ВД (a-b BLAC Motor)

Модификация бездатчиковой системы управления для запуска вентильного электродвигателя

...

Модель алгоритма запуска бездатчикового
электропривода в синхронном режиме

В программе (см. файл PMSM4QuadratSensorless \ PMSM4QSensDrv.c), контур тока работает с приведенными к относительным единицам координатами. Предельным значениям [-1.0, (1.0)] соответствует полная шкала АЦП (для комплекта – это [-8.6, (8.6)] А). Прямой канал синтеза напряжения так же формирует сигналы в относительных величинах – значение скважности (для контроля ШИМ-драйвера [-1.0, 0.99]). Коэффициенты усиления контуров тока пересчитаны с учетом коэффициента передачи ШИМ-драйвера (Udc/2). Задание на контур скорости и сигнал обратной связи приведены к относительному масштабу, в котором трем единицам соответствует скорость вала 3000 об/мин. Постоянная времени интегрирующего канала существенно завышена (чтоб не мучиться с перерегулированием).

08.12.2014