PWM Reference Generator

基于调制方法从参考电压生成调制信号、占空比和相电压

全页展开

库:
Motor Control Blockset / Controls / Math Transforms
Motor Control Blockset HDL Support / Controls / Math Transforms

描述

PWM Reference Generator 模块基于选定调制方法从参考电压生成调制信号、占空比和相电压。该模块提供选项来限制其输出，这可用于实现简化的过调制或防止开关行为不稳定。

该模块接受由 α-β 电压分量描述的相电压 (V_abc) 或定子参考电压 (V_αβ)。

该模块支持 SI 单位制和标幺 (PU) 制（有关更多详细信息，请参阅标幺制）。

使用此模块执行正弦 PWM (SPWM) 和空间矢量调制 (SVM)，以及降低开关损失的离散脉冲宽度调制 (DPWM) 方法：

60 DPWM - 60 度不连续 PWM
60 DPWM (+30 度相移) - 从 60 DPWM +30 度相移
60 DPWM (-30 度相移) - 从 60 DPWM -30 度相移
30 DPWM - 30 度不连续 PWM
120 DPWM - 正 DC 分量
120 DPWM - 负 DC 分量

对于不连续 PWM (DPWM)，该模块在每个相位的每个基本周期内将调制波钳制在正或负的 DC 母线（电压）上，钳制时间为 120 度。在每个钳位区间，调制会中断。

下图显示正弦 PWM (SPWM) 波形。

下图显示空间矢量调制 (SVM) 波形。

下图显示每个基本周期内具有两个 60 度钳制间隔的 60 度 DPWM 波形。

下图显示具有正 30 度相移的 60 度 DPWM 波形。

下图显示具有负 30 度相移的 60 度 DPWM 波形。

下图显示每个基本周期内具有四个 30 度钳制间隔的 30 度 DPWM 波形。

下图显示具有正 DC（电压）钳制的 120 度 DPWM 波形。

下图显示具有负 DC（电压）钳制的 120 度 DPWM 波形。

示例

使用转速传感器实现感应电机的磁场定向控制

此示例采用磁场定向控制 (FOC) 方法来控制三相 AC 感应电机 (ACIM) 的转速。FOC 算法需要转子转速反馈，在此示例中通过使用正交编码器获得此反馈。有关 FOC 的详细信息，请参阅磁场定向控制。

打开模型

使用霍尔传感器的 PMSM 的磁场定向控制

此示例采用磁场定向控制 (FOC) 方法来控制三相永磁同步电机 (PMSM) 的转速。FOC 算法需要转子位置反馈，通过使用霍尔传感器获得该反馈。有关 FOC 的详细信息，请参阅磁场定向控制。

打开模型

端口

输入

全部展开

V_α — α 轴定子参考电压分量
标量

沿 αβ 参考系的 α 轴的定子参考电压分量。

依赖关系

要启用此端口，请将输入类型设置为 Valphabeta 并选择扩展电压输入参数。

数据类型: single | double | fixed point

V_β — β 轴定子参考电压分量
标量

沿 αβ 参考系的 β 轴的定子参考电压分量。

依赖关系

要启用此端口，请将输入类型设置为 Valphabeta 并选择扩展电压输入参数。

数据类型: single | double | fixed point

V_αβ — αβ 定子参考电压的单一矢量信号
标量

αβ 定子参考电压的单一矢量信号。

依赖关系

要启用此端口，请将电压输入类型设置为 Valphabeta 并清除扩展电压输入参数。

数据类型: single | double | fixed point

Va — 相分量
标量

abc 参考系中三相系统的分量。

依赖关系

要启用此端口，请将输入类型设置为 Vabc 并选择扩展电压输入参数。

数据类型: single | double | fixed point

Vb — 相分量
标量

abc 参考系中三相系统的分量。

依赖关系

要启用此端口，请将输入类型设置为 Vabc 并选择扩展电压输入参数。

数据类型: single | double | fixed point

Vc — 相分量
标量

abc 参考系中三相系统的分量。

依赖关系

要启用此端口，请将输入类型设置为 Vabc 并选择扩展电压输入参数。

数据类型: single | double | fixed point

V_abc — 相电压分量的单一矢量
标量

在 abc 参考系中表示三相系统电压的单一矢量。

依赖关系

要启用此端口，请将电压输入类型设置为 Vabc 并清除扩展电压输入参数。

数据类型: single | double | fixed point

V_dc — DC 总线电压
标量

可变 DC 总线电压（以伏特为单位）。

依赖关系

要启用此端口，请将输入单位参数设置为 SI 单位。

数据类型: single | double | fixed point

输出

全部展开

V_ao — a 轴输出逆变器端电压
标量

沿 a 参考系的 abc 轴输出逆变器极电压分量。

依赖关系

要启用此端口，请选择电压(a,b,c) 参数并选择扩展输出参数。

数据类型: single | double | fixed point

V_bo — b 轴输出逆变器端电压
标量

沿 b 参考系的 abc 轴输出逆变器极电压分量。

依赖关系

要启用此端口，请选择电压(a,b,c) 参数并选择扩展输出参数。

数据类型: single | double | fixed point

V_co — c 轴输出逆变器端电压
标量

沿 c 参考系的 abc 轴输出逆变器极电压分量。

依赖关系

要启用此端口，请选择电压(a,b,c) 参数并选择扩展输出参数。

数据类型: single | double | fixed point

V_abco — 表示输出逆变器极电压的单一矢量（abc 参考系）
矢量

abc 参考系中表示输出逆变器极电压的单一矢量。

依赖关系

要启用此端口，请选择电压(a,b,c) 参数并清除扩展输出参数。

数据类型: single | double | fixed point

M_abc — abc 定子参考电压的调制信号
矢量

abc 定子参考电压的调制信号。

数据类型: single | double | fixed point

D_abc — abc 定子参考电压的占空比
矢量

abc 定子参考电压的占空比。

数据类型: single | double | fixed point

参数

全部展开

参数

调制方法 — 脉冲宽度调制 (PWM) 方法
SVM: 空间矢量调制 (默认) | SPWM: 正弦 PWM | 60 DPWM:60 度不连续 PWM | 60 DPWM (+30 度相移):从 60 DPWM +30 度相移 | 60 DPWM (-30 度相移):从 60 DPWM -30 度相移 | 30 DPWM:30 度不连续 PWM | 120 DPWM: 正 DC 分量 | 120 DPWM: 负 DC 分量

模块用于调制输入定子相位或参考电压的脉冲宽度调制 (PWM) 方法。

电压输入类型 — 基于参考系的电压输入类型
Valphabeta (默认) | Vabc

模块用作输入的三相定子电压表示的类型。选择 abc 或 αβ 参考系。

扩展电压输入 — 将输入电压扩展为其参考分量的选项
`on` (默认) | `off` |

将输入电压扩展为其参考分量（abc 参考系或 αβ 参考系）的选项。

输入单位 — 输入电压的单位
标幺 (默认) | SI 单位

模块中使用的输入电压的单位。有关更多详细信息，请参阅标幺制。

注意

当输入单位设置为 Per-unit 并且选择 SVM 或任何 DPWM 方法时，模块会引入增益 $\frac{2}{\sqrt{3}} [\frac{V_{o u t}}{V_{i n}}]$ 。

限制调制信号(范围: -1 至 +1) — 将调制信号限制在 [-1,1] 范围内的选项
`off` (默认) | `on`

将调制信号限制在 [-1,1] 范围内的选项。

依赖关系

仅当您为输入单位参数选择标幺时，此参数才可配置。

输出

电压(a,b,c) — 显示电压输出（abc 参考系）的选项
`on` (默认) | `off`

显示电压（abc 参考系）作为输出端口的选项。

调制信号(a,b,c) — 显示瞬时调制信号（abc 参考系）作为输出端口的选项
`off` (默认) | `on`

显示瞬时调制信号（abc 参考系）作为输出端口的选项。

占空比(a,b,c) — 显示 PWM 占空比（abc 参考系）作为输出端口的选项
`off` (默认) | `on`

显示 PWM 占空比（abc 参考系）作为输出端口的选项。

扩展输出 — 将输出电压扩展为其相分量的选项
`on` (默认) | `off` |

将输出电压扩展为其相分量（abc 参考系）的选项。

扩展功能

全部展开

C/C++ 代码生成
使用 Simulink® Coder™ 生成 C 代码和 C++ 代码。

HDL 代码生成
使用 HDL Coder™ 为 FPGA 和 ASIC 设计生成 VHDL、Verilog 和 SystemVerilog 代码。

HDL Coder™ 提供了影响 HDL 实现和综合逻辑的额外配置选项。

支持的模块参数

要使用 PWM Reference Generator 模块生成 HDL 代码，请将调制方法设置为 SVM: 空间矢量调制或 SPWM: 正弦 PWM。

HDL 架构

此模块具有一个默认 HDL 架构。

HDL 模块属性


ConstrainedOutputPipeline	要通过移动设计中的现有延迟来放置在输出端的寄存器的数量。分布式流水线不会重新分布这些寄存器。默认值为 `0`。有关更多详细信息，请参阅 ConstrainedOutputPipeline (HDL Coder)。
FlattenHierarchy	从生成的 HDL 代码中删除 PWM Reference Generator 模块层次结构。默认值为继承。另请参阅 FlattenHierarchy (HDL Coder)。
InputPipeline	要在生成的代码中插入的输入流水线阶段数。分布式流水线和受限输出流水线可以移动这些寄存器。默认值为 `0`。有关更多详细信息，请参阅 InputPipeline (HDL Coder)。
OutputPipeline	要在生成的代码中插入的输出流水线阶段数。分布式流水线和受限输出流水线可以移动这些寄存器。默认值为 `0`。有关更多详细信息，请参阅 OutputPipeline (HDL Coder)。
SharingFactor	要映射到单个共享资源的功能等效的资源数量。默认值为 0。另请参阅Resource Sharing (HDL Coder)。

PWM Reference Generator

描述

示例

使用转速传感器实现感应电机的磁场定向控制

使用霍尔传感器的 PMSM 的磁场定向控制

端口

输入

Vα — α 轴定子参考电压分量 标量

依赖关系

Vβ — β 轴定子参考电压分量 标量

依赖关系

Vαβ — αβ 定子参考电压的单一矢量信号 标量

依赖关系

Va — 相分量 标量

依赖关系

Vb — 相分量 标量

依赖关系

Vc — 相分量 标量

依赖关系

Vabc — 相电压分量的单一矢量 标量

依赖关系

Vdc — DC 总线电压 标量

依赖关系

输出

Vao — a 轴输出逆变器端电压 标量

依赖关系

Vbo — b 轴输出逆变器端电压 标量

依赖关系

Vco — c 轴输出逆变器端电压 标量

依赖关系

Vabco — 表示输出逆变器极电压的单一矢量（abc 参考系） 矢量

依赖关系

Mabc — abc 定子参考电压的调制信号 矢量

Dabc — abc 定子参考电压的占空比 矢量

参数

参数

电压输入类型 — 基于参考系的电压输入类型 Valphabeta (默认) | Vabc

扩展电压输入 — 将输入电压扩展为其参考分量的选项 on (默认) | off |

输入单位 — 输入电压的单位 标幺 (默认) | SI 单位

限制调制信号(范围: -1 至 +1) — 将调制信号限制在 [-1,1] 范围内的选项 off (默认) | on

依赖关系

输出

电压(a,b,c) — 显示电压输出（abc 参考系）的选项 on (默认) | off

调制信号(a,b,c) — 显示瞬时调制信号（abc 参考系）作为输出端口的选项 off (默认) | on

占空比(a,b,c) — 显示 PWM 占空比（abc 参考系）作为输出端口的选项 off (默认) | on

扩展输出 — 将输出电压扩展为其相分量的选项 on (默认) | off |

扩展功能

C/C++ 代码生成 使用 Simulink® Coder™ 生成 C 代码和 C++ 代码。

HDL 代码生成 使用 HDL Coder™ 为 FPGA 和 ASIC 设计生成 VHDL、Verilog 和 SystemVerilog 代码。

定点转换 使用 Fixed-Point Designer™ 设计和仿真定点系统。

版本历史记录

另请参阅

主题

V_α — α 轴定子参考电压分量
标量

V_β — β 轴定子参考电压分量
标量

V_αβ — αβ 定子参考电压的单一矢量信号
标量

Va — 相分量
标量

Vb — 相分量
标量

Vc — 相分量
标量

V_abc — 相电压分量的单一矢量
标量

V_dc — DC 总线电压
标量

V_ao — a 轴输出逆变器端电压
标量

V_bo — b 轴输出逆变器端电压
标量

V_co — c 轴输出逆变器端电压
标量

V_abco — 表示输出逆变器极电压的单一矢量（abc 参考系）
矢量

M_abc — abc 定子参考电压的调制信号
矢量

D_abc — abc 定子参考电压的占空比
矢量

电压输入类型 — 基于参考系的电压输入类型
Valphabeta (默认) | Vabc

扩展电压输入 — 将输入电压扩展为其参考分量的选项
`on` (默认) | `off` |

输入单位 — 输入电压的单位
标幺 (默认) | SI 单位

限制调制信号(范围: -1 至 +1) — 将调制信号限制在 [-1,1] 范围内的选项
`off` (默认) | `on`

电压(a,b,c) — 显示电压输出（abc 参考系）的选项
`on` (默认) | `off`

调制信号(a,b,c) — 显示瞬时调制信号（abc 参考系）作为输出端口的选项
`off` (默认) | `on`

占空比(a,b,c) — 显示 PWM 占空比（abc 参考系）作为输出端口的选项
`off` (默认) | `on`

扩展输出 — 将输出电压扩展为其相分量的选项
`on` (默认) | `off` |

C/C++ 代码生成
使用 Simulink® Coder™ 生成 C 代码和 C++ 代码。

HDL 代码生成
使用 HDL Coder™ 为 FPGA 和 ASIC 设计生成 VHDL、Verilog 和 SystemVerilog 代码。

定点转换
使用 Fixed-Point Designer™ 设计和仿真定点系统。