PWM Reference Generator

変調方式に基づき、基準電圧から変調信号、デューティ比、相電圧を生成する

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ライブラリ:
Motor Control Blockset / Controls / Math Transforms
Motor Control Blockset HDL Support / Controls / Math Transforms

説明

PWM Reference Generator ブロックは、選択した変調方式に基づき、基準電圧から変調信号、デューティ比、相電圧を生成します。ブロックは出力を制限するオプションを備えており、これを使用して簡易過変調を実現したり、不規則なスイッチング動作を防止したりできます。

このブロックは、相電圧 (V_abc) または α-β 電圧成分で記述される固定子の基準電圧 (V_αβ) を受け取ります。

このブロックは SI 単位系および Per-Unit (PU) 系の両方をサポートしています (詳細については、Per-Unit Systemを参照してください)。

このブロックを使用して、スイッチング損失を低減する以下の離散パルス幅変調 (DPWM) 方式と共に、正弦波 PWM (SPWM) および空間ベクトル変調 (SVM) を実行します。

• 60 DPWM: 60 度の不連続 PWM

• 60 DPWM (+30 度シフト): 60 DPWM から +30 度シフト

• 60 DPWM (-30 度シフト): 60 DPWM から -30 度シフト

• 30 DPWM: 30 度の不連続 PWM

• 120 DPWM: 正の DC 成分

• 120 DPWM: 負の DC 成分

不連続 PWM (DPWM) の場合、ブロックは 1 相につき基本周期ごとに合計 120 度の変調波を正または負の DC レールに固定します。各固定区間は変調が不連続になります。

次の図は、正弦波 PWM (SPWM) の波形を示しています。

次の図は、空間ベクトル変調 (SVM) の波形を示しています。

次の図は、基本周期ごとに 2 つの 60 度固定区間がある 60 度の DPWM の波形を示しています。

次の図は、30 度の正の位相シフトがある 60 度の DPWM の波形を示しています。

次の図は、30 度の負の位相シフトがある 60 度の DPWM の波形を示しています。

次の図は、基本周期ごとに 4 つの 30 度固定区間がある 30 度の DPWM の波形を示しています。

次の図は、正の DC 固定がある 120 度の DPWM の波形を示しています。

次の図は、負の DC 固定がある 120 度の DPWM の波形を示しています。

例

速度センサーを使用した誘導モーターのベクトル制御

この例では、三相交流誘導モーター (ACIM) の角速度を制御するためのベクトル制御 (FOC) 手法を実装します。この FOC アルゴリズムには回転子の速度フィードバックが必要であり、この例ではそれを直交エンコーダー センサーを使用して取得します。FOC の詳細については、ベクトル制御を参照してください。

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ホール センサーを使用した PMSM のベクトル制御

この例では、三相永久磁石同期モーター (PMSM) の角速度を制御するためのベクトル制御 (FOC) 手法を実装します。この FOC アルゴリズムには回転子の位置フィードバックが必要であり、それをホール センサーで取得します。FOC の詳細については、ベクトル制御を参照してください。

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端子

入力

V_α — 固定子の基準電圧の α 軸の成分

スカラー

固定子の基準電圧の αβ 基準座標系における α 軸方向の成分。

依存関係

この端子を有効にするには、[入力タイプ] を [Valphabeta] に設定し、[電圧入力を展開] パラメーターを選択します。

データ型: single | double | fixed point

V_β — 固定子の基準電圧の β 軸の成分

スカラー

固定子の基準電圧の αβ 基準座標系における β 軸方向の成分。

依存関係

この端子を有効にするには、[入力タイプ] を [Valphabeta] に設定し、[電圧入力を展開] パラメーターを選択します。

データ型: single | double | fixed point

V_αβ — αβ 固定子の基準電圧の単一ベクトル信号

スカラー

αβ 固定子の基準電圧の単一ベクトル信号。

依存関係

この端子を有効にするには、[電圧の入力タイプ] を [Valphabeta] に設定し、[電圧入力を展開] パラメーターをクリアします。

データ型: single | double | fixed point

Va — 相成分

スカラー

abc 基準座標系における三相システムの成分。

依存関係

この端子を有効にするには、[入力タイプ] を [Vabc] に設定し、[電圧入力を展開] パラメーターを選択します。

データ型: single | double | fixed point

Vb — 相成分

スカラー

abc 基準座標系における三相システムの成分。

依存関係

この端子を有効にするには、[入力タイプ] を [Vabc] に設定し、[電圧入力を展開] パラメーターを選択します。

データ型: single | double | fixed point

Vc — 相成分

スカラー

abc 基準座標系における三相システムの成分。

依存関係

この端子を有効にするには、[入力タイプ] を [Vabc] に設定し、[電圧入力を展開] パラメーターを選択します。

データ型: single | double | fixed point

V_abc — 相電圧成分の単一ベクトル

スカラー

abc 基準座標系における三相システム電圧を表す単一ベクトル。

依存関係

この端子を有効にするには、[電力の入力タイプ] を [Vabc] に設定し、[電圧入力を展開] パラメーターをクリアします。

データ型: single | double | fixed point

V_dc — DC 母線電圧

スカラー

可変 DC 母線電圧 (ボルト単位)。

依存関係

この端子を有効にするには、[入力単位] パラメーターを [SI 単位] に設定します。

データ型: single | double | fixed point

出力

V_ao — a 軸の出力インバーター極電圧

スカラー

abc 基準座標系における a 軸方向の出力インバーター極電圧成分。

依存関係

この端子を有効にするには、[電圧 (a,b,c)] パラメーターを選択し、[出力を展開] パラメーターを選択します。

データ型: single | double | fixed point

V_bo — b 軸の出力インバーター極電圧

スカラー

abc 基準座標系における b 軸方向の出力インバーター極電圧成分。

依存関係

この端子を有効にするには、[電圧 (a,b,c)] パラメーターを選択し、[出力を展開] パラメーターを選択します。

データ型: single | double | fixed point

V_co — c 軸の出力インバーター極電圧

スカラー

abc 基準座標系における c 軸方向の出力インバーター極電圧成分。

依存関係

この端子を有効にするには、[電圧 (a,b,c)] パラメーターを選択し、[出力を展開] パラメーターを選択します。

データ型: single | double | fixed point

V_abco — 出力インバーター極電圧を表す単一ベクトル (abc 基準座標系)

ベクトル

abc 基準座標系における出力インバーター極電圧を表す単一ベクトル

依存関係

この端子を有効にするには、[電圧 (a,b,c)] パラメーターを選択し、[出力を展開] パラメーターをクリアします。

データ型: single | double | fixed point

M_abc — abc 固定子の基準電圧の変調信号

ベクトル

abc 固定子の基準電圧の変調信号。

データ型: single | double | fixed point

D_abc — abc 固定子の基準電圧のデューティ比

ベクトル

abc 固定子の基準電圧のデューティ比。

データ型: single | double | fixed point

パラメーター

パラメーター

変調法 — パルス幅変調 (PWM) 方式

SVM: 空間ベクトル変調 (既定値) | SPWM: 正弦波 PWM | 60 DPWM: 60 度の不連続 PWM | 60 DPWM (+30 度シフト): 60 DPWM から +30 度シフト | 60 DPWM (-30 度シフト): 60 DPWM から -30 度シフト | 30 DPWM: 30 度の不連続 PWM | 120 DPWM: 正の DC 成分 | 120 DPWM: 負の DC 成分

ブロックで入力された固定子の相電圧または基準電圧を変調するために使用するパルス幅変調 (PWM) 方式。

電圧の入力タイプ — 基準座標系に基づく電圧の入力タイプ

Valphabeta (既定値) | Vabc

ブロックで入力として使用する三相固定子電圧表現のタイプ。abc または αβ 基準座標系を選択します。

電圧入力を展開 — 入力電圧をその基準成分に展開するオプション

on (既定値) | off |

入力電圧をその基準成分に展開するオプション (abc 基準座標系または αβ 基準座標系)。

入力単位 — 入力電圧の単位

pu (既定値) | SI 単位

ブロックで使用される入力電圧の単位。詳細については、Per-Unit Systemを参照してください。

メモ

入力単位が Per-unit に設定されている場合、SVM またはいずれかの DPWM 方式が選択されると、ブロックは $$\frac{2}{\sqrt{3}}\left[\frac{{{\displaystyle V}}_{out}}{{{\displaystyle V}}_{in}}\right]$$ のゲインを導入します。

変調信号を制限 (範囲: -1 ～ +1) — 変調信号を [-1,1] の範囲に制限するオプション

off (既定値) | on

変調信号を [-1,1] の範囲に制限するオプション。

依存関係

このパラメーターは、[入力単位] パラメーターで [pu] を選択した場合にのみ設定可能です。

出力

電圧 (a,b,c) — 電圧出力 (abc 基準座標系) を表示するオプション

on (既定値) | off

電圧 (abc 基準座標系) を出力端子として表示するオプション。

変調信号 (a,b,c) — 瞬時変調信号 (abc 基準座標系) を出力端子として表示するオプション

off (既定値) | on

瞬時変調信号 (abc 基準座標系) を出力端子として表示するオプション。

デューティ比 (a,b,c) — PWM デューティ比 (abc 基準座標系) を出力端子として表示するオプション

off (既定値) | on

PWM デューティ比 (abc 基準座標系) を出力端子として表示するオプション。

出力を展開 — 出力電圧をその相成分に展開するオプション

on (既定値) | off |

出力電圧をその相成分に展開するオプション (abc 基準座標系)。

拡張機能

C/C++ コード生成
Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

HDL コード生成

HDL Coder™ を使用して FPGA 設計および ASIC 設計のための VHDL、Verilog および SystemVerilog のコードを生成します。

HDL Coder™ には、HDL の実装および合成されたロジックに影響する追加の構成オプションがあります。

サポート対象のブロック パラメーター

PWM Reference Generator ブロックを使用して HDL コード生成を行うには、[変調法] を [SVM: 空間ベクトル変調] または [SPWM: 正弦波 PWM] に設定します。

HDL アーキテクチャ

このブロックには 1 つの既定の HDL アーキテクチャがあります。

HDL ブロック プロパティ

ConstrainedOutputPipeline	既存の遅延を設計内で移動することによって出力に配置するレジスタの数。分散型パイプラインではこれらのレジスタは再分散されません。既定の設定は 0 です。詳細については、ConstrainedOutputPipeline (HDL Coder)を参照してください。
FlattenHierarchy	生成された HDL コードから PWM Reference Generator ブロック階層を削除します。既定の設定は [inherit] です。FlattenHierarchy (HDL Coder)も参照してください。
InputPipeline	生成されたコードに挿入する入力パイプライン ステージ数。分散型パイプラインと制約付き出力パイプラインでは、これらのレジスタを移動できます。既定の設定は 0 です。詳細については、InputPipeline (HDL Coder)を参照してください。
OutputPipeline	生成されたコードに挿入する出力パイプライン ステージ数。分散型パイプラインと制約付き出力パイプラインでは、これらのレジスタを移動できます。既定の設定は 0 です。詳細については、OutputPipeline (HDL Coder)を参照してください。
SharingFactor	単一の共有リソースにマッピングされる、機能的に等価なリソースの数。既定の設定は 0 です。リソース共有 (HDL Coder)も参照してください。

固定小数点の変換
Fixed-Point Designer™ を使用して固定小数点システムの設計とシミュレーションを行います。

バージョン履歴

R2020a で導入

参考

Inverse Park Transform

トピック

• 開ループ制御と閉ループ制御
• ベクトル制御