一、原理介紹
CCR-FQV弱磁控制不能較好的利用逆變器的直流側電壓,造成電機的調速范圍窄、效率低和帶載能力差。為了解決CCR-FQV弱磁控制存在的缺陷,可以在電機運行過程中根據工況的不同實時的改變交軸電壓給定uq?的值,實施 CCR-VQV弱磁控制。
二、仿真模型
在MATLAB/simulink(軟件版本為2020A)里面驗證所提算法,搭建仿真。采用和實驗中一致的控制周期1e-4,電機部分計算周期為1e-6。仿真模型如下所示:
為了便于實現MTPA以及CCR-VQV的切換,仿真轉速、電流環全部通過matlab function編程實現
仿真工況:電機空載零速啟動,0s給定轉速開始上升直至2800rpm
2.1給定轉速、實際轉速
2.2dq軸電流
2.3dq軸電壓
2.4電壓總幅值
對比之前CCR-VQV,轉速可以升到2800rpm,并且從2.4也可以看出,母線電壓得到了充分利用。
下面設置仿真工況:電機空載零速啟動,0s給定轉速開始上升直至2800rpm,在0.6s時施加負載,1s時給定轉速開始下降直至1200rpm。在這個過程中,電機會從MTPA進入CCR-VQV,然后再退出弱磁進入MTPA。
2.5給定轉速、實際轉速
2.6dq軸電流
2.7dq軸電壓
2.8電壓總幅值
整體效果是優于CCR-VQV,并且針對CCR-VQV的MTPA和弱磁之間的切換條件,相比于CCR-FQV進行了優化。但是,從圖中可以看出,從單電流調節器切回雙電流調節器時(即從CCR-VQV切回MTPA),由于轉速環給出一個突變的q軸電流給定,會造成短暫的波動,屬于是跟定交軸方法一個毛病了。
目前我想到的思路,由于波動是轉速環輸出的iq給定在P的作用下波動大,那在切回MTPA時段減小甚至去掉Kp。
總的來說,定交軸電壓弱磁控制在電機弱磁運行過程中保持交軸電壓給定值恒定不變,此方法簡單可靠,易于實現,動態特性和魯棒性好,但當電機進入弱磁運行區域時,其工作點位于電壓極限橢圓范圍內,不能充分利用逆變器的最大輸出電壓,使電機的帶載能力變差,調速范圍變窄,效率降低;變交軸電壓弱磁控制的交軸電壓指令隨電機運行工況不同而實時改變,可以較好的利用逆變器的輸出電壓,解決了定交軸電壓弱磁控制存在的問題