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AC7 - 詳細モデルと簡易モデルの比較

この例では、速度制御時の AC7 詳細モデルと AC7 平均モデルを示します。通常の条件とインバーター飽和条件について比較を行います。

O.Tremblay, L.-A. Dessaint (Ecole de technologie superieure, Montreal)

説明

この回路では、Specialized Power Systems ライブラリの AC7 ブロックを 2 つ使用します。これは、3 HP モーター用のブレーキ チョッパーを伴うブラシレス DC モーター ドライブをモデル化したものです。最初のブロックは平均値モデルに設定され、2 番目のブロックは詳細モデルに設定されています。

詳細モデルでは、永久磁石 (PM) 同期モーター (台形逆起電力をもつ) に、Universal Bridge ブロックを使用して作成された PWM 電圧源インバーターから電力が供給されます。平均値モデルでは、理想的な電圧源と電流源を使用して PM 同期モーターに電力が供給されます。速度制御ループでは PI 制御器を使用して、電流コントロール ブロックのトルク基準を生成します。電流コントロール ブロックは、トルク基準に対応するモーターの 3 つの基準線電流を逆起電力と同相で計算し、三相電流制御器を使用してこれらの電流をモーターに供給します。

モーターの電流、電圧、速度、トルクの信号は、ブロックの出力で使用できます。

シミュレーション

シミュレーションを開始します。モーターの固定子電流、逆起電力、回転子速度および電磁トルクを、最初のスコープで観察できます。速度指令値およびトルク指令値も表示されます。2 番目のスコープには、DC 母線電圧と母線電流が表示されます。すべての信号は 2 つのモデルを比較するために多重化されていることに注目してください。

t = 0 秒のとき、速度指令値は 2400 rpm で、全負荷トルクがモーターに加えられます。速度が加速ランプに正確に追従していることを観察します。

t = 0.6 秒で、インバーターは不十分なインバーター電圧のため飽和します。電流追従性の悪化によってモーター トルクが低下する様子が観察されます。この飽和ポイントは、速度が約 1200 rpm のときに生じます。これは、Speed-Torque curve ツールで与えられる動作領域によって、加速中に (負荷トルクが 11 Nm のとき) 予測されるポイントと同じです (動作領域をチェックするには、[Speed-Torque curve] ツールをダブルクリックします)。

t = 1.2 秒では、速度指令値は -2400 rpm に変化します。

t = 1.6 秒で、減速ランプがモーター回転数に達します。インバーターはノーマル モードへと戻ります。

t = 2 秒で、機械的負荷が 11 Nm から -11 Nm に変化します。

t = 3 秒で、インバーターは不十分なインバーター電圧のため飽和します。電流追従性の悪化によってモーター トルクが低下する様子が観察されます。

最後に、詳細モデルと比較して、単純化モデルがどの程度よい適合を示すかに注目してください。

メモ:

平均値モデルでの速度増加を評価するには、ac7_example_simplified を参照し、シミュレーション速度を ac7_example と比較してください。