Асинхронный двигатель

Трехфазный асинхронный двигатель

Библиотека:
Powertrain Blockset / Движение / Электродвигатели

Описание

Блок Induction Motor реализует трехфазный асинхронный двигатель. Блок использует трехфазные входные напряжения, чтобы отрегулировать отдельные токи фазы, позволяя управление моторного крутящего момента или скорости.

По умолчанию блок устанавливает параметр Simulation Type на Continuous, чтобы использовать время непрерывной выборки во время симуляции. Если вы хотите сгенерировать код для фиксированного шага дважды - и цели с одинарной точностью, рассматривая установку параметра на Discrete. Затем задайте параметр Sample Time, Ts.

Трехфазная синусоидальная образцовая электрическая система

Блок реализует уравнения, которые выражаются в стационарной ссылке ротора (qd) кадр. D-ось выравнивается с ось. Все количества в кадре ссылки ротора отнесены в статор.

Блок использует эти уравнения, чтобы вычислить электрическую скорость (_ωem) и скорость промаха (_ωslip).

$\begin{array}{l} ω_{e m} = P ω_{m} \\ ω_{s l i p} = ω_{s y n} - ω_{e m} \end{array}$

Чтобы вычислить dq ротор электрическая скорость относительно A-оси ротора (dA), блок использует различие между статором ось (da) скоростью промаха и скорость:

$ω_{d A} = ω_{d a} - ω_{e m}$

Чтобы упростить уравнения для потока, напряжения и текущих преобразований, блок использует стационарный ссылочный кадр:

$\begin{array}{l} ω_{d a} = 0 \\ ω_{d A} = - ω_{e m} \end{array}$

Вычисление	Уравнение
Поток	$\begin{array}{l} \frac{d}{d t} [\begin{matrix} λ_{s d} \\ λ_{s q} \end{matrix}] = [\begin{matrix} v_{s d} \\ v_{s q} \end{matrix}] - R_{s} [\begin{matrix} i_{s d} \\ i_{s q} \end{matrix}] - ω_{d a} [\begin{matrix} 0 & - 1 \\ 10 \end{matrix}] [\begin{matrix} λ_{s d} \\ λ_{s q} \end{matrix}] \\ \frac{d}{d t} [\begin{matrix} λ_{r d} \\ λ_{r q} \end{matrix}] = [\begin{matrix} v_{r d} \\ v_{r q} \end{matrix}] - R_{r} [\begin{matrix} i_{r d} \\ i_{r q} \end{matrix}] - ω_{d A} [\begin{matrix} 0 & - 1 \\ 10 \end{matrix}] [\begin{matrix} λ_{r d} \\ λ_{r q} \end{matrix}] \end{array}$ $[\begin{matrix} \begin{matrix} λ_{s d} \\ λ_{s q} \end{matrix} \\ \begin{matrix} λ_{r d} \\ λ_{r q} \end{matrix} \end{matrix}] = [\begin{matrix} \begin{matrix} L_{s} \\ 00 & L_{s} \end{matrix} & \begin{matrix} L_{m} \\ 00 & L_{m} \end{matrix} \\ \begin{matrix} L_{m} \\ 00 & L_{m} \end{matrix} & \begin{matrix} L_{r} \\ 00 & L_{r} \end{matrix} \end{matrix}] [\begin{matrix} \begin{matrix} i_{s d} \\ i_{s q} \end{matrix} \\ \begin{matrix} i_{r d} \\ i_{r q} \end{matrix} \end{matrix}]$
Текущий	$[\begin{matrix} \begin{matrix} i_{s d} \\ i_{s q} \end{matrix} \\ \begin{matrix} i_{r d} \\ i_{r q} \end{matrix} \end{matrix}] = (\frac{1}{L_{m}^{2} - L_{r} L_{s}}) [\begin{matrix} \begin{matrix} - L_{r} \\ 00 & - L_{r} \end{matrix} & \begin{matrix} L_{m} \\ 00 & L_{m} \end{matrix} \\ \begin{matrix} L_{m} \\ 00 & L_{m} \end{matrix} & \begin{matrix} - L_{s} \\ 00 & - L_{s} \end{matrix} \end{matrix}] [\begin{matrix} \begin{matrix} λ_{s d} \\ λ_{s q} \end{matrix} \\ \begin{matrix} λ_{r d} \\ λ_{r q} \end{matrix} \end{matrix}]$
Индуктивность	$\begin{array}{l} L_{s} = L_{l s} + L_{m} \\ L_{r} = L_{l r} + L_{m} \end{array}$
Электромагнитный крутящий момент	$T_{e} = P L_{m} (i_{s q} i_{r d} - i_{s d} i_{r q})$
Инвариант степени dq преобразование, чтобы гарантировать, что dq и три степени фазы равны	$[\begin{matrix} v_{s d} \\ v_{s q} \end{matrix}] = \sqrt{\frac{}{23}} [\begin{matrix} потому что (Θ_{d a}) & потому что (Θ_{d a} - \frac{2 π}{3}) & потому что (Θ_{d a} + \frac{2 π}{3}) \\ - sin (Θ_{d a}) & - sin (Θ_{d a} - \frac{2 π}{3}) & - sin (Θ_{d a} + \frac{2 π}{3}) \end{matrix}] [\begin{matrix} v_{a} \\ v_{b} \\ v_{c} \end{matrix}]$ $[\begin{matrix} i_{a} \\ i_{b} \\ i_{c} \end{matrix}] = \sqrt{\frac{}{23}} [\begin{matrix} потому что (Θ_{d a}) & - sin (Θ_{d a}) \\ \begin{matrix} потому что (Θ_{d a} - \frac{2 π}{3}) \\ потому что (Θ_{d a} + \frac{2 π}{3}) \end{matrix} & \begin{matrix} - sin (Θ_{d a} - \frac{2 π}{3}) \\ - sin (Θ_{d a} + \frac{2 π}{3}) \end{matrix} \end{matrix}] [\begin{matrix} i_{s d} \\ i_{s q} \end{matrix}]$

Уравнения используют эти переменные.

_ωm	Угловая скорость ротора
_ωem	Электрическая скорость ротора
_ωslip	Электрическая скорость промаха ротора
_ωsyn	Синхронная скорость ротора
_ωda	статор dq электрическая скорость относительно ротора ось
_ωdA	статор dq электрическая скорость относительно A-оси ротора
_Θda	статор dq электрический угол относительно ротора ось
_ΘdA	статор dq электрический угол относительно A-оси ротора
_Lq, _Ld	q-и индуктивность d-оси
_Ls	Индуктивность статора
_Lr	Индуктивность ротора
_Lm	Намагничивание индуктивности
_Lls	Индуктивность утечки статора
_Llr	Индуктивность утечки ротора
_vsq, _vsd	Статор q-и напряжения d-оси
_isq, _isd	Статор q-и токи d-оси
_λsq, _λsd	Статор q-и поток d-оси
_irq, _ird	Ротор q-и токи d-оси
_λrq, _λrd	Ротор q-и поток d-оси
_va, _vb, _vc	Фазы a напряжения статора, b, c
_ia, _ib, _ic	Текущие фазы a статора, b, c
_Rs	Сопротивление обмоток статора
_Rr	Сопротивление обмоток ротора
P	Количество пар полюса
_Te	Электромагнитный крутящий момент

Механическая система

Ротором угловая скорость дают:

$\begin{matrix} \frac{d}{d t} ω_{m} = \frac{1}{J} (T_{e} - T_{f} - F ω_{m} - T_{m}) \\ \frac{d θ_{m}}{d t} = ω_{m} \end{matrix}$

Уравнения используют эти переменные.

J	Объединенная инерция ротора и загрузки
F	Объединенное вязкое трение ротора и загрузка
_θm	Угловое положение механического устройства ротора
_Tm	Крутящий момент вала ротора
_Te	Электромагнитный крутящий момент
_Tf	Вал ротора статический крутящий момент трения
_ωm	Угловая механическая скорость ротора

Учет степени

Для учета степени блок реализует эти уравнения.

Сигнал шины			Описание	Переменная	Уравнения
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd` — Степень передается между блоками Положительные сигналы указывают на поток в блок Отрицательные сигналы указывают, вытекают из блока	`PwrMtr`	Механическая энергия	_Pmot	$P_{m o t} = - ω_{m} T_{e}$
		`PwrBus`	Электроэнергия	_Pbus	$P_{b u s} = v_{a n} i_{a} + v_{b n} i_{b} + v_{c n} i_{c}$
	`PwrNotTrnsfrd` — Степень, пересекающая контур блока, но не переданный Положительные сигналы указывают на вход Отрицательные сигналы указывают на потерю	`PwrElecLoss`	Резистивные потери мощности	_Pelec	$P_{e l e c} = - (R_{s} i_{s d}^{2} + R_{s} i_{s q}^{2} + - R_{r} i_{r d}^{2} + R_{r} i_{r q}^{2})$
		`PwrMechLoss`	Потеря механической энергии	_Pmech	Когда Port Configuration установлен в `Torque`: $P_{m e c h} = - (ω_{m}^{2} F + \| ω_{m} \| T_{f})$ Когда Port Configuration установлен в `Speed`: $P_{m e c h} = 0$
	`PwrStored` — Сохраненный тариф на энергоносители изменения Положительные сигналы указывают на увеличение Отрицательные сигналы указывают на уменьшение	`PwrMtrStored`	Сохраненная моторная степень	_Pstr	$P_{s t r} = P_{b u s} + P_{m o t} + P_{e l e c} + P_{m e c h}$

Уравнения используют эти переменные.

_Rs	Сопротивление статора
_Rr	Моторное сопротивление
_ia, _ib, _ic	Фаза a Stator, b, и c ток
_isq, _isd	Статор q-и токи d-оси
_van, _vbn, _vcn	Фаза a Stator, b, и c напряжение
_ωm	Угловая механическая скорость ротора
F	Объединенный двигатель и загружает вязкое затухание
_Te	Электромагнитный крутящий момент
_Tf	Объединенный двигатель и крутящий момент трения загрузки

Порты

Входной параметр

развернуть все

`LdTrq` — Крутящий момент вала ротора
`scalar`

Входной крутящий момент вала ротора, _Tm, в N · m.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, выберите Torque для параметра Port configuration.

`Spd` — Скорость вала ротора
`scalar`

Угловая скорость ротора, _ωm, в rad/s.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, выберите Speed для параметра Port configuration.

`PhaseVolt` — Напряжения терминала статора
`vector`

Напряжения терминала статора, _Va, _Vb и _Vc, в V.

Вывод

развернуть все

`Информация` Сигнал шины
шина

Сигнал шины содержит эти вычисления блока.

Сигнал			Описание	Переменная	Модули
`IaStator`			Фаза Stator текущий A	_ia	A
`IbStator`			Фаза Stator текущий B	_ib	A
`IcStator`			Фаза Stator текущий C	_ic	A
`IdSync`			Прямая текущая ось	_id	A
`IqSync`			Квадратурная текущая ось	_iq	A
`VdSync`			Прямое напряжение оси	_vd	V
`VqSync`			Квадратурное напряжение оси	_vq	V
`MtrSpd`			Угловая механическая скорость ротора	_ωm	rad/s
`MtrPos`			Угловое положение механического устройства ротора	_θm	рад
`MtrTrq`			Электромагнитный крутящий момент	_Te	N·
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd`	`PwrMtr`	Механическая энергия	_Pmot	W
	`PwrTrnsfrd`	`PwrBus`	Электроэнергия	_Pbus	W
	`PwrNotTrnsfrd`	`PwrElecLoss`	Резистивные потери мощности	_Pelec	W
	`PwrNotTrnsfrd`	`PwrMechLoss`	Потеря механической энергии	_Pmech	W
	`PwrStored`	`PwrMtrStored`	Сохраненная моторная степень	_Pstr	W

Параметры

развернуть все

Блокируйте опции

`Simulation Type` — Выберите тип симуляции
`Continuous` (значение по умолчанию) | `Discrete`

По умолчанию блок использует время непрерывной выборки во время симуляции. Если вы хотите сгенерировать код для целей с одинарной точностью, рассматривая установку параметра на Discrete.

Зависимости

Установка Simulation Type к Discrete создает параметр Sample Time, Ts.

`Sample Time, Ts` — Шаг расчета для дискретного интегрирования
`scalar`

Шаг расчета интегрирования для дискретной симуляции, в s.

Зависимости

Установка Simulation Type к Discrete создает параметр Sample Time, Ts.

`Port configuration` — Выберите конфигурацию порта
`Torque` (значение по умолчанию) | `Speed`

Эта таблица суммирует конфигурации порта.

Конфигурация порта Создает порты

Конфигурация порта	Создает порты
`Torque`	`PhaseV` `Info` `LdTrq`
`Speed`	`PhaseV` `Info` `Spd`

Torque

PhaseV

Info

LdTrq

Speed

PhaseV

Info

Spd

`Stator resistance and leakage inductance, Zs` — Сопротивление и индуктивность
`vector`

Сопротивление статора, _RS, в Омах и индуктивности утечки, _Lls, в H.

`Rotor resistance and leakage inductance, Zr` — Сопротивление и индуктивность
`vector`

Сопротивление ротора, _Rr, в Омах и индуктивности утечки, _Llr, в H.

`Magnetizing inductance, Lm` — Индуктивность
`scalar`

Намагничивая индуктивность, _Lm, в H.

`Number of pole pairs, P` — Пары полюса
`scalar`

Моторные пары полюса, P.

`Initial mechanical position, theta_init` — Угловое положение
`scalar`

Начальное угловое положение ротора, _θm0, в раде.

`Initial mechanical speed, omega_init` — Угловая скорость
`scalar`

Начальная угловая скорость ротора, _ωm0, в rad/s.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Torque для Port configuration.

`Physical inertia, viscous damping, static friction, mechanical` — Инерция, затухание, трение
`vector`

Механические свойства ротора:

Инерция, J, в kgm^2
Вязкое затухание, F, в N · m / (rad/s)
Статическое трение, _Tf, в N · m

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Torque для Port configuration.

Ссылки

[1] Mohan, Нед. Усовершенствованные электроприводы: анализ, управление и моделирующий Используя Simulink. Миннеаполис, MN: MNPERE, 2001.

Документация

Асинхронный двигатель

Описание

Трехфазная синусоидальная образцовая электрическая система

Механическая система

Учет степени

Порты

Входной параметр

`LdTrq` — Крутящий момент вала ротора
`scalar`

Зависимости

`Spd` — Скорость вала ротора
`scalar`

Зависимости

`PhaseVolt` — Напряжения терминала статора
`vector`

Вывод

`Информация` Сигнал шины
шина

Параметры

Блокируйте опции

`Simulation Type` — Выберите тип симуляции
`Continuous` (значение по умолчанию) | `Discrete`

Зависимости

`Sample Time, Ts` — Шаг расчета для дискретного интегрирования
`scalar`

Зависимости

`Port configuration` — Выберите конфигурацию порта
`Torque` (значение по умолчанию) | `Speed`

`Stator resistance and leakage inductance, Zs` — Сопротивление и индуктивность
`vector`

`Rotor resistance and leakage inductance, Zr` — Сопротивление и индуктивность
`vector`

`Magnetizing inductance, Lm` — Индуктивность
`scalar`

`Number of pole pairs, P` — Пары полюса
`scalar`

`Initial mechanical position, theta_init` — Угловое положение
`scalar`

`Initial mechanical speed, omega_init` — Угловая скорость
`scalar`

Зависимости

`Physical inertia, viscous damping, static friction, mechanical` — Инерция, затухание, трение
`vector`

Зависимости

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Смотрите также

Введенный в R2017a

Документация Powertrain Blockset

Поддержка

Документация

Асинхронный двигатель

Описание

Трехфазная синусоидальная образцовая электрическая система

Механическая система

Учет степени

Порты

Входной параметр

LdTrq — Крутящий момент вала ротора scalar

Зависимости

Spd — Скорость вала ротора scalar

Зависимости

PhaseVolt — Напряжения терминала статора vector

Вывод

Информация Сигнал шины шина

Параметры

Блокируйте опции

Simulation Type — Выберите тип симуляции Continuous (значение по умолчанию) | Discrete

Зависимости

Sample Time, Ts — Шаг расчета для дискретного интегрирования scalar

Зависимости

Port configuration — Выберите конфигурацию порта Torque (значение по умолчанию) | Speed

Stator resistance and leakage inductance, Zs — Сопротивление и индуктивность vector

Rotor resistance and leakage inductance, Zr — Сопротивление и индуктивность vector

Magnetizing inductance, Lm — Индуктивность scalar

Number of pole pairs, P — Пары полюса scalar

Initial mechanical position, theta_init — Угловое положение scalar

Initial mechanical speed, omega_init — Угловая скорость scalar

Зависимости

Physical inertia, viscous damping, static friction, mechanical — Инерция, затухание, трение vector

Зависимости

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Смотрите также

Введенный в R2017a

Документация Powertrain Blockset

Поддержка

`LdTrq` — Крутящий момент вала ротора
`scalar`

`Spd` — Скорость вала ротора
`scalar`

`PhaseVolt` — Напряжения терминала статора
`vector`

`Информация` Сигнал шины
шина

`Simulation Type` — Выберите тип симуляции
`Continuous` (значение по умолчанию) | `Discrete`

`Sample Time, Ts` — Шаг расчета для дискретного интегрирования
`scalar`

`Port configuration` — Выберите конфигурацию порта
`Torque` (значение по умолчанию) | `Speed`

`Stator resistance and leakage inductance, Zs` — Сопротивление и индуктивность
`vector`

`Rotor resistance and leakage inductance, Zr` — Сопротивление и индуктивность
`vector`

`Magnetizing inductance, Lm` — Индуктивность
`scalar`

`Number of pole pairs, P` — Пары полюса
`scalar`

`Initial mechanical position, theta_init` — Угловое положение
`scalar`

`Initial mechanical speed, omega_init` — Угловая скорость
`scalar`

`Physical inertia, viscous damping, static friction, mechanical` — Инерция, затухание, трение
`vector`

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.