Внутренний PMSM

Трехфазный внутренний постоянный магнит синхронный двигатель с синусоидальной противоэлектродвижущей силой

Библиотека:
Powertrain Blockset / Движение / Электродвигатели

Описание

Блок Interior PMSM реализует трехфазный внутренний постоянный магнит синхронный двигатель (PMSM) с синусоидальной противоэлектродвижущей силой. 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.

Моторная конструкция

Эти данные показывают моторную конструкцию с однополюсной парой на роторе.

Магнитное поле ротора из-за постоянных магнитов создает синусоидальную скорость изменения потока с углом ротора.

Для соглашения осей a - выравниваются фаза и потоки постоянного магнита, когда угол ротора _θr является нулем.

Трехфазная синусоидальная образцовая электрическая система

Блок реализует эти уравнения, выраженные в кадре ссылки потока ротора (dq кадр). Все количества в кадре ссылки ротора отнесены в статор.

$\begin{array}{l} ω_{e} = P ω_{m} \\ \frac{d}{d t} i_{d} = \frac{1}{L_{d}} v_{d} - \frac{R}{L_{d}} i_{d} + \frac{L_{q}}{L_{d}} P ω_{m} i_{q} \end{array}$

$\frac{d}{d t} i_{q} = \frac{1}{L_{q}} v_{q} - \frac{R}{L_{q}} i_{q} - \frac{L_{d}}{L_{q}} P ω_{m} i_{d} - \frac{λ_{p m} P ω_{m}}{L_{q}}$

$T_{e} = 1.5 P [λ_{p m} i_{q} + (L_{d} - L_{q}) i_{d} i_{q}]$

_Lq и индуктивность _Ld представляют отношение между индуктивностью фазы и положением ротора из-за выступа ротора.

Уравнения используют эти переменные.

_Lq, _Ld	q-и индуктивность d-оси
R	Сопротивление обмоток статора
_iq, _id	q-и токи d-оси
_vq, _vd	q-и напряжения d-оси
_ωm	Угловая механическая скорость ротора
_ωe	Угловая электрическая скорость ротора
_λpm	Потокосцепление постоянного магнита
P	Количество пар полюса
_Te	Электромагнитный крутящий момент
_Θe	Электрический угол

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	$P_{e l e c} = - \frac{}{32} (R_{s} i_{s d}^{2} + R_{s} i_{s q}^{2})$
		`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.

R _s	Сопротивление статора
_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.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, выберите Speed или Torque для параметра Port Configuration.

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`	`LdTrq` `PhaseVolt` `Info`
`Speed`	`Spd` `PhaseVolt` `Info`

Torque

LdTrq

PhaseVolt

Info

Speed

Spd

PhaseVolt

Info

`Stator phase resistance, Rs` — Сопротивление
`scalar`

Сопротивление фазы Stator, _Rs, в Оме.

`D and Q axis inductances, Ldq` — Индуктивность
`vector`

D и индуктивность оси Q, _Ld, _Lq, в H.

`Permanent magnet flux, lambda_pm` — Поток
`scalar`

Потокосцепление постоянного магнита, _λpm, в Wb.

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

Моторные пары полюса, P.

`Initial dq current, idq0` — Текущий
`vector`

Начальная буква q-и токи d-оси, _{iq, id}, в A.

`Initial mechanical position, theta_init` — \angle
`scalar`

Начальное угловое положение ротора, _θm0, в раде.

`Initial mechanical speed, omega_init` — Скорость
`scalar`

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

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите параметр конфигурации Torque.

`Physical inertia, viscous damping, and 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 параметр конфигурации Torque.

Ссылки

[1] Kundur, P. Устойчивость энергосистемы и управление. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Макгроу Хилл, 1993.

[2] Андерсон, пополудни анализ неработающих энергосистем. Хобокен, NJ: нажатие Wiley-IEEE, 1995.

Документация

Внутренний PMSM

Описание

Моторная конструкция

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

Зависимости

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 phase resistance, Rs — Сопротивление scalar

D and Q axis inductances, Ldq — Индуктивность vector

Permanent magnet flux, lambda_pm — Поток scalar

Number of pole pairs, P — Пары полюса scalar

Initial dq current, idq0 — Текущий vector

Initial mechanical position, theta_init — \angle scalar

Initial mechanical speed, omega_init — Скорость scalar

Зависимости

Physical inertia, viscous damping, and 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 phase resistance, Rs` — Сопротивление
`scalar`

`D and Q axis inductances, Ldq` — Индуктивность
`vector`

`Permanent magnet flux, lambda_pm` — Поток
`scalar`

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

`Initial dq current, idq0` — Текущий
`vector`

`Initial mechanical position, theta_init` — \angle
`scalar`

`Initial mechanical speed, omega_init` — Скорость
`scalar`

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

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