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图  4

由图 4 可见

,

每个区域划分的数量越多

,

则轨迹越接近圆形 。现将每个区域划分

为 10 份

,

每份时间为 2Δ

n

。三角形两边的边长分别为

u

s

×

T

1

u

s

×

T

2

,

以中间区域

为例分析几何关系得知

:

T

1

=

C

sin (

Φ + Δ

n

π

/

3

)

(

2

)

T

2

=

C

sin (

Φ + Δ

n

π

/

3

)

(

3

)

式中   

C

= 4

R (

3

U

d

)

sin

Δ

n

(

4

)

如果整个磁链圆周期为

T ,

考虑到

T

1

+

T

2

的和一般小于

T/

60

,

所以可以通过零

矢量来调整时间

,

使切换时间的和与周期相匹配

,

调整时间

T

0

T

0

=

T/

60 -

T

1

-

T

2

(

5

)

那么只需要根据计算出的时间有规律地切换相邻空间电压矢量 , 就可以得到所需

的圆形磁链轨迹 。在 MATLAB 中建立该控制模型的方法如下 。

 MATLAB 建模

在 MATLAB 中建立电机控制系统模型 , 一般可以分为三大部分 。第一部分是电机运行部分 , 由电源 、

逆变器 、电机本身构成 。第二部分是控制部分 , 根据不同的控制方式 , 由不同环节组成 , 是电机控制系统
的核心 。第三部分是检测和显示部分 , 主要用于检测和显示系统中的电压 、电流 、转矩等关键量 。根据不
同模块的不同特点 , 有不同的建模方式 。对于运行和检测显示部分 , 主要通过 MATLAB/ SIMULINK 里现有
的模块来搭建 。对于控制部分 , 可以根据控制逻辑 , 通过一些逻辑器件来实现 , 或者直接通过 S - function
编程来实现 。下面分别对各部分进行说明 。

2

11  电机运行部分

电机为异步感应电机 , 主要参数为 : 3HP (2

12KW) , 380V , 50HZ , 直接选用 Asynchronous Machine 模

块 , 该模块不但提供了电压 、频率 、功率等主要参数设定 , 还可以根据需要设定定子转子电阻电感 、极对
数 、初始电流等等 , 并且可以根据需要加上负载转矩 , 模拟真实的运行情况 。

图  5

逆变器选用 IGBT Inverter , 设定为桥臂对数为 3 , 其余参数保持默认状态 。电源直接采用 380V 直流供

电 , 为了简化模型 , 在仿真模型中直接用直流电源表示 , 在具体实际系统中可以考虑使用开关电源来输出
直流电压 。

2

12  检测和显示模块

需要检测的主要参数包括 : 电机线电压 、定子电流 、转矩 、转速 。其中线电压通过电压检测模块

Voltage Measurement 来实现 , 其余 3 个量均可以通过电机模型直接输出 。在 MATLAB/ SIMULINK 中提供了

Scope 显示模块 , 类似于平常使用的示波器 , 但功能作了拓展 , 可以显示转矩 、电流等任何类型 、任何量

纲的量 。在 Scope 模块中 , 必须根据具体的情况合理地设置采样时间等参数 , 由于电机控制数据量较大 ,

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