Resolver-to-Digital Converter

レゾルバ デジタル コンバーター

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  • Resolver-to-Digital Converter block

ライブラリ:
Simscape / Electrical / Control / Observers

説明

Resolver-to-Digital Converter ブロックは、回転シャフトの角度位置または角速度を電気信号に変換する変換器をモデル化したものです。レゾルバ-デジタル コンバーターは、完全電気自動車などの過酷な厳しい環境で一般的に使用されています。

変換後の信号はシャフト角度の正弦または余弦に比例します。

レゾルバ センサーには 1 つの回転子巻線があり、励磁機の正弦波は 2 つの固定子巻線に AC 結合されています。固定子巻線の正弦コイルと余弦コイルは、機械的に位相を 90 度ずらして配置されています。回転子が回転すると、固定子巻線に対する回転子の位置角が変わります。角度と速度の情報を抽出するには、結果として得られる振幅変調信号を増幅し、復調して後処理する必要があります ([1]および[2])。

方程式

このブロックでは、位相同期回路 (PLL) を使用して回転シャフトの角度と速度を抽出します。PI コントローラーで使用される誤差電圧は次のようにして得られます。

Ve=VyVpcos(Nθ)−VxVpsin(Nθ),

ここで、

  • Vp は励起電圧です。

  • Vx はレゾルバの 2 次巻線の x 電圧です。

  • Vy はレゾルバの 2 次巻線の y 電圧です。

  • N はレゾルバの極対数です。

  • θ は角度です。

したがって、速度は次のようにして得られます。

ω=KpVe+Ki∫Ve,

この速度から、次を使用して角度が計算されます。

dθdt=ω.

例

三相 PMSM 牽引駆動装置

三相 PMSM 牽引駆動装置

この例では、永久磁石同期機 (PMSM) をベースとする電気牽引駆動装置において、回転子の速度を制御する方法を示します。高電圧バッテリーは、制御された三相コンバーターを通して FEM-Parameterized PMSM ブロックに電力を供給します。Rotational Friction ブロックが負荷を提供します。位置と速度の情報は、高忠実度レゾルバを使用して取得されます。PMSM controller サブシステムには、外側の速度制御ループと内側の 2 つの電流制御ループをもつカスケード制御構造が含まれています。0.25 秒のシミュレーションの間に、回転子の速度要求は 0 rpm から 1000 rpm まで上昇します。

端子

入力

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電圧の位相角に対応する Simulink 信号。

データ型: single | double

x 軸電圧に対応する Simulink 信号。

データ型: single | double

y 軸電圧に対応する Simulink 信号。

データ型: single | double

出力

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回転速度に対応する Simulink 信号。

データ型: single | double

回転角度に対応する Simulink 信号。

データ型: single | double

パラメーター

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接続されたマシンの極対数。

位相同期回路フィルターの比例ゲイン。この値により、PLL が位相角にどの程度アグレッシブに追従してロックするかが決まります。位相角のステップ変化により厳密に追従するには、この値を大きくします。

位相同期回路フィルターの積分ゲイン。位相角の定常偏差をなくす割合を上げるには、この値を大きくします。この値により、PLL が位相にどの程度アグレッシブに追従してロックするかも決まります。

位相角の初期推定。入力信号がベクトルの場合、スカラー パラメーターを使用するか、入力信号と同じサイズのベクトル パラメーターを使用します。

連続するブロック実行間の時間間隔。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。

継承される離散時間演算の場合は、-1 を指定します。離散時間演算の場合は、正の整数を指定します。連続時間演算の場合は、0 を指定します。

メモ

このブロックがマスク サブシステム内、または連続演算と離散演算の切り替えが可能な別のバリアント サブシステム内にある場合は、サンプル時間のパラメーターをプロモートして、ブロックの実装が連続と離散の間で確実に正しく切り替わるようにします。詳細については、マスクにおけるブロック パラメーターのプロモートを参照してください。

参照

[1] Santanu Sarma, V.K. Agrawal, Subramanya Udupa. Software-Based Resolver-to-Digital Conversion Using a DSP. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 55, 371-379. February 2008. (https://www.researchgate.net/publication/3219673_Software-Based_Resolver-to-Digital_Conversion_Using_a_DSP)

[2] Ankur Verma, Anand Chellamuthu. Design considerations for resolver-to-digital converters in electric vehicles. Texas Instruments, Analog Applications Journal. 2016.

拡張機能

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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

R2019b で導入

参考

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