DC1 - 2 象限単相整流器 5 HP DC ドライブ

この例では、速度制御時の DC1 2 象限単相整流器 DC ドライブを示します。

C.Semaille, Louis-A. Dessaint (Ecole de technologie superieure, Montreal)

説明

この回路では Specialized Power Systems の DC1 ブロックを使用します。このモデルは、5 HP DC モーター用の 2 象限単相整流器ドライブをモデル化したものです。

5 HP DC モーターは、一定の 150 V DC 界磁電圧源で個別に励起されます。電機子電圧は、2 つの PI 制御器で制御される単相整流器によって供給されます。整流器は、220 V AC 50 Hz の電圧源に線形変圧器をつなぎ、電圧を十分な値に高めて電力の供給を受けます。

制御器は、サイリスタ整流器の点弧角をコントロールします。最初の制御器は速度調整器で、その次は電流制御器です。速度調整器は、目的の速度に達するのに必要な電磁トルクを取得するために、電流コントローラーで使用する電機子電流指令値を出力します (p.u. 単位)。速度指令の変化率は、急激な指令値の変化により電機子過電流が発生してシステムが不安定にならないように、加速および減速ランプに従います。電流制御器はサイリスタの適切な点弧角を計算して電機子電流を制御します。これによって、望ましい電機子電流を得るために必要な整流器の出力電圧が生成されます。

150 mH の平滑化インダクタンスが電機子回路と直列に配置され、電機子電流振動を減らします。

シミュレーション

シミュレーションを開始します。モーター電機子の電圧と電流、整流器の点弧角およびモーター回転数をスコープで観察できます。電流および速度の指令値も表示されます。

速度指令は t = 0 秒で 1750 rpm に設定されています。負荷トルクの初期条件は 15 N.m です。

モーター回転数が基準ランプ (+250 rpm/s) に正確に従い、およそ t = 8.5 秒で定常状態に達することを観察します。電機子電流は指令電流によく従っており、点弧角は 90°未満に留まって、コンバーターが整流器モード (第 1 象限の動作モード) となっています。点弧角の下限は 20°に設定されています。

t = 8.75 秒で、負荷トルクが 15 N.m から 20 N.m に変化します。モーター回転数は急速に回復し、t = 10 秒で 1750 rpm に戻ります。指令電流は約 17.5 A に上がり、必要な速度を維持するためのより高い電磁トルクを生み出します。前述のとおり、電機子電流は指令値に完全に従います。

メモ:

1) 電力システムは 25 us のタイムステップで離散化されています。マイクロコントローラーの制御デバイスのシミュレーションを実行するために、制御システム (制御器) は 100 us のタイムステップを使用しています。

2) スコープメモリに格納される点数を減らすため、間引き係数に 20 を使用します。

3) 平均値整流器を使用した簡略版のモデルは、グラフィカルユーザーインターフェイスの [Model detail level] メニューで [平均値] を選択すると使用できます。その後、タイムステップを制御システムのサンプル時間値まで増加することができます。これを実行するには、この例の場合であれば、ワークスペースで「Ts = 100e-6」と入力します。dc1_example_simplified モデルも参照してください。