Induction Machine Direct Torque Control

誘導機の DTC

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Simscape / Electrical / Control / Induction Machine Control

説明

Induction Machine Direct Torque Control ブロックは、誘導機の直接トルク制御 (DTC) 構造を実装します。次の図は、ブロックの等価回路を示しています。

方程式

トルクと磁束を推定するために、Induction Machine Direct Torque Control ブロックは静止 ɑβ 基準座標系で後退オイラー法を使用して、マシンの電圧方程式を離散化します。ɑβ 座標系の固定子磁束の離散時間方程式は、次のとおりです。

${\psi }_{\alpha }=\left(v_{\alpha }-i_{\alpha }{R}_s\right)\frac{T_{s}z}{z-1}$

および

${\psi }_{\beta }=\left(v_{\beta }-i_{\beta }{R}_s\right)\frac{T_{s}z}{z-1}$

ここで、

• v_ɑ は ɑ 軸電圧です。

• i_ɑ は ɑ 軸電流です。

• R_s は固定子の抵抗です。

• Ψ_ɑ は ɑ 軸固定子磁束です。

• v_β は β 軸電圧です。

• i_β は β 軸電流です。

• Ψ_β は β 軸固定子磁束です。

ブロックはトルクと磁束を次のように計算します。

$T=\frac{3p}{2}\left({\psi }_{\alpha }{i}_{\beta }-{\psi }_{\beta }{i}_{\alpha }\right)$

および

${\psi }_s=\sqrt{{\psi }_{\alpha }^2+{\psi }_{\beta }^2}$

ここで、

• p は極対数です。

• Ψ_s は固定子磁束です。

磁束とトルクの推定誤差を検出するために、ブロックはヒステリシス比較器を使用します。次の図は、ヒステリシス比較器と関連するスイッチング セクターを示しています。

次の表は、インバーターの High 側のシステムにおける最適なスイッチングを示しています。

cΨ, cTS(θ)		S0	S1	S2	S3	S4	S5
cΨ = 1	cT = 1	1, 1, 0	0, 1, 0	0, 1, 1	0, 0, 1	1, 0, 1	1, 0, 0
	cT = 0	1, 1, 1	0, 0, 0	1, 1, 1	0, 0, 0	1, 1, 1	0, 0, 0
	cT = -1	1, 0, 1	1, 0, 0	1, 1, 0	0, 1, 0	0, 1, 1	0, 0, 1
cΨ = 0	cT = 1	0, 1, 0	0, 1, 1	0, 0, 1	1, 0, 1	1, 0, 0	1, 1, 0
	cT = 0	0, 0, 0	1, 1, 1	0, 0, 0	1, 1, 1	0, 0, 0	1, 1, 1
	cT = -1	0, 0, 1	1, 0, 1	1, 0, 0	1, 1, 0	0, 1, 0	0, 1, 1

仮定と制限

• 電力インバーターのデッド タイムは考慮されません。ハードウェア実装用に、デッド タイムを外部で追加してください。

例

非同期機の直接トルク制御

この例では、直接トルク制御法を使用して非同期機 (ASM) を制御する方法を説明します。PI ベースの速度コントローラーはトルクの指令値を与えます。直接トルク コントローラーはインバーター パルスを生成します。

• モデルを開く

端子

入力

FluxRef — 磁束

スカラー

指令固定子磁束。

データ型: single | double

TqRef — トルク

スカラー

指令トルク。

データ型: single | double

vabc — 電圧

ベクトル

固定子の相電圧。

データ型: single | double

iabc — 電流

ベクトル

固定子の相電流。

データ型: single | double

出力

G — ゲート パルス

ベクトル | 0 または 1

インバーターのゲート パルス。このブロックはデッド タイムを考慮しません。

データ型: single | double

パラメーター

固定子の抵抗 (Ohm) — 抵抗

0.25 (既定値) | 正のスカラー

マシンの固定子の抵抗。

極対数 — 極数

1 (既定値) | 正の整数

マシンの極対数。

磁束ヒステリシス バンド (Wb) — 磁束

0.02 (既定値) | 正のスカラー

磁束の指令値を中心に対称に分布する合計帯域幅。

トルク ヒステリシス バンド (N*m) — トルク

10 (既定値) | 正のスカラー

指令値を中心に対称に分布する合計帯域幅。

サンプル時間 (継承は -1) — ブロックのサンプル時間

-1 (既定値) | 正のスカラー

連続するブロック実行間の時間間隔 (秒)。実行時に、ブロックは出力を生成し、必要に応じて内部状態を更新します。詳細については、サンプル時間とはとサンプル時間の指定を参照してください。

このブロックが Triggered Subsystem 内にある場合は、このパラメーターを -1 に設定してサンプル時間を継承します。このブロックが連続可変ステップ モデル内にある場合は、正のスカラーを使用してサンプル時間を明示的に指定します。

参照

[1] Takahashi, I., and T. Noguchi. "A New Quick-Response and High-Efficiency Control Strategy of an Induction Motor." IEEE Transactions on Industry Applications. Vol. IA-22, Number 5, 1986, pp. 820 - 827.

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。

バージョン履歴

R2017b で導入

参考

ブロック

• Induction Machine Current Controller | Induction Machine Direct Torque Control (Single-Phase) | Induction Machine Direct Torque Control with Space Vector Modulator | Induction Machine Field-Oriented Control | Induction Machine Field-Oriented Control (Single-Phase) | Induction Machine Flux Observer | Induction Machine Scalar Control