Типичный ротационный привод

Типичный ротационный привод управляется из источника напряжения постоянного тока или драйвера PWM

Библиотека

Simscape / Электрический / Электромеханический / Мехатронные Приводы ​

Описание

Блок Generic Rotary Actuator реализует модель типичного ротационного привода, разработанного, чтобы управляться из источника напряжения постоянного тока или драйвера PWM. Вы задаете характеристики скорости крутящего момента с точки зрения сведенных в таблицу значений для включения двигателя в номинальном напряжении. Эта функциональность позволяет вам моделировать двигатель, не ссылаясь на эквивалентную схему.

Архитектура двигателя или привода определяет путь, которым электрические потери зависят от крутящего момента. Например, двигатель постоянного тока имеет потери, которые пропорциональны квадрату тока. Когда крутящий момент пропорционален текущему, потери также пропорциональны механическому крутящему моменту. Большинство двигателей имеет электрический термин потерь, который пропорционален квадрату механического крутящего момента. Блок Generic Rotary Actuator вычисляет этот термин потерь с помощью Motor efficiency (percent) и параметров Speed at which efficiency is measured, которые вы обеспечиваете.

Некоторые двигатели также имеют термин потерь, который независим от крутящего момента. Примером является двигатель шунта, где обмотка возбуждения чертит постоянный ток независимо от загрузки. Параметр Torque-independent electrical losses составляет этот эффект.

Моторная эффективность является механической энергией, разделенной на сумму механической энергии и обоих электрических условий потерь. Блок принимает, что скорость, на которой задана моторная эффективность, находится в автомобильном квадранте и, поэтому, положительна.

Можно управлять блоком в обратном направлении путем изменения знака напряжения, которое вы применяете. H-мостовой-брус, например, инвертирует моторное направление, если напряжение в порте REV больше, чем параметр Reverse threshold voltage. Однако, если вы используете блок наоборот, задаете данные скорости крутящего момента для сделки на срок:

  • Положительные крутящие моменты и положительные скорости в автомобильном квадранте.

  • Положительный крутящий момент и отрицательные скорости в генерации против часовой стрелки квадрант.

  • Отрицательный крутящий момент и положительная скорость в генерации по часовой стрелке квадрант.

Тепловой порт

Блок имеет дополнительный тепловой порт, скрытый по умолчанию. Чтобы представить тепловой порт, щелкните правой кнопкой по блоку по своей модели, и затем из контекстного меню выбирают Simscape> Block choices> Show thermal port. Это действие отображает тепловой порт H на значке блока и представляет параметры Thermal Port и Temperature Dependence.

Используйте тепловой порт, чтобы моделировать эффекты медных потерь сопротивления, которые преобразовывают электроэнергию нагреться. Для получения дополнительной информации об использовании тепловых портов и на Temperature Dependence и параметрах Thermal Port, смотрите Термальные эффекты Симуляции во Вращательных и Переводных Приводах.

Предположения и ограничения

  • Данные о кривой скорости крутящего момента соответствуют только номинальному напряжению, таким образом, блок приводит к точным результатам только, когда управляется плюс или минус номинальное напряжение.

  • В этом блоке требует, необходимо обеспечить данные скорости крутящего момента для полного спектра, по которому вы используете привод. Чтобы использовать привод в генерации и торможении областей, обеспечьте дополнительные данные за пределами нормальной автомобильной области.

  • Поведение модели чувствительно к данным скорости крутящего момента. Например, скорость без загрузок правильно задана и конечна только, когда данные пересекают ось скорости.

  • Управлять блоком от H-мостовой-бруса:

    • Не помещайте никакие другие блоки между H-мостом и Типичные Ротационные блоки Привода.

    • В диалоговом окне H-мостовой-бруса, набор Freewheeling mode к Via one semiconductor switch and one freewheeling diode. Выбор Via two freewheeling diodes не обнуляет выходное напряжение моста, когда входной сигнал PWM является низким.

    • В H-мосту Типичный Ротационный Привод и диалоговые окна блока Controlled PWM Voltage, гарантируют, что Simulation mode является тем же самым для всех трех блоков.

Порты

+

Положительный электрический порт сохранения

-

Отрицательный электрический порт сохранения

C

Механический вращательный порт сохранения

R

Механический вращательный порт сохранения

Параметры

Электрический крутящий момент

Speed values

Задайте вектор скоростей, включая их модули, для ваших данных скорости крутящего момента. Значение по умолчанию является об/мин [ -1.5e+03 -1000 -500 0 500 1000 1.5e+03 2e+03 2.5e+03 3e+03 ].

Torque values

Задайте вектор крутящих моментов, включая их модули, для ваших данных скорости крутящего момента. Значением по умолчанию является [ 0.04 0.035 0.03 0.025 0.02 0.015 0.01 0.005 0 -0.005 ] Nm.

Rated voltage

Укажите на напряжение, для которого устройство вы моделируете, оценивается. Значением по умолчанию является 12 V.

Motor efficiency (percent)

Эффективность, что использование блока, чтобы вычислить зависимые крутящим моментом электрические потери. Значением по умолчанию является 80.

Speed at which efficiency is measured

Скорость, что использование блока, чтобы вычислить зависимые крутящим моментом электрические потери. Значение по умолчанию является об/мин 2e+03.

Torque-independent electrical losses

Фиксированная электрическая потеря сопоставила с приводом, когда крутящий момент является нулем. Значением по умолчанию является 0.1 W.

Simulation mode

Если вы устанавливаете параметр Simulation mode на PWM, применяете форму волны PWM, переключающуюся между нулем и оцененными вольтами к блоку электрические терминалы. Ток, чертивший от электропитания, равен сумме, требуемой обеспечить механическую энергию и компенсировать электрические потери. Если приложенное напряжение превышает номинальное напряжение, результирующий крутящий момент масштабируется пропорционально. Однако применение чего-либо кроме номинального напряжения может обеспечить нетипичные результаты. PWM является настройкой по умолчанию.

Если вы устанавливаете параметр Simulation mode на Averaged, крутящий момент сгенерировал в ответ на приложенное напряжение Vav

VavVrated×T(ω)

где T(ω) значение крутящего момента на скорости ω. Ток, чертивший от предоставления, таков что продукт тока и Vav равно средней энергии, которая потреблена.

Механическое устройство

Rotor inertia

Сопротивление ротора, чтобы измениться в моторном движении. Значение по умолчанию является 1e-04 kg*m2. Значение может быть нулем.

Rotor damping

Затухание ротора. Значением по умолчанию является 1e-08 N*m / (rad/s). Значение может быть нулем.

Initial rotor speed

Скорость ротора в начале симуляции. Значение по умолчанию является об/мин 0.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

|

Представленный в R2009b

Документация Simscape Electrical
Поддержка
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте