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定转子冲片:浅谈电机体系的研制与开发

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电力电子器件的发展推动了交流调速系统中变流技术和控制策略的发展。基于电力电子器件的PWM技术在电机驱动控制中得到了广泛应用。由于电力电子器件结构较复杂,直接对装置进行试验代价高而且费时。由于Matlab提供了可视化的Simulink仿真环境和仿真电力系统模块库(SimPowerSystem),因而在开发前期通常选择Matlab/Simulink作仿真。

但是Matlab有其自身局限:GUI功能易用性较差、硬件控制能力较弱等。而对实际驱动控制系统进行验证需要采集电流、电压等参数,以修改控制策略,LabVIEW强大的GUI和硬件控制能力能很好地弥补Matlab的弱点。笔者提出的Matlab与LabVIEW集成开发,可大大加快电机控制系统的开发。

1Simulink和LabVIEW简介Matlab是MathWorks公司推出的一套高性能科学计算软件,其中的Simulink基于Matlab的框图设计环境,可以用来对各种动态系统进行建模、分析和仿真。但是Matlab存在着GUI功能易用性较差和硬件控制力较弱的缺点。定转子冲片

LabVIEW是美国国家仪器开发的一个业界领先的工业标准软件工具,广泛应用于产品设计周期的各环节。应用LabVIEW可实现从温度监控到复杂的仿真和控制系统。

2Simulink和LabVIEW集成开发Simulink和LabVIEW集成开发包括建立仿真模型、交互平台和电机参数数据采集系统,其具体实现途径包括:①建立Simulink环境下电机控制系统仿真模型;②设计基于LabVIEW电机控制系统仿真模型的交互平台;③通过SITConnectionManager(仿真接口工具包连接管理器)实现Simulink仿真模型与LabVIEW交互平台无缝连接。LabVIEW与Sim2ulink的交互过程;④开发并验证硬件控制系统。基于LabVIEW的数据采集系统实时采集电机运行时的各类参数,在集成开发系统下分析数据,与仿真结果对比,相应地改变控制策略。

基于Matlab和LabVIEW的集成开发系统。

3开发实例笔者通过三相感应电机SPWM控制系统的开发实例阐述具体的过程。三相感应电机SPWM控制系统仿真模型。其中,NI2Sink模块实现从Simulink向LabVIEW交互平台传输电机电压、电流等波形。

在LabVIEW下仿真交互平台中,可以根据需要设置控制参数和观测波形,如:速度给定,PWM发生模块的载波频率,三相感应电动机的输入电压、定子电流、转矩、转速和定子磁通等波形窗口。建立基于PCI数据采集卡的电机电流、电压、振动参数数据采集系统,在LabVIEW环境下实现仿真交互平台与数据采集系统的集成。

本研究中三相感应电机参数:额定容量、工作频率、额定线电压和额定线电流分别为:2.2kW,50Hz,380V和5.32A.另外,R1=2.76Ω,R′2=2129Ω,X1=3,41Ω,X′2=5.12Ω,Xm=66.14Ω,J=0.0086kgm2。混合仿真及实际硬件驱动控制下电压、电流等波形。