Универсальный двигатель

Universal (или ряд) двигатель с электрическим и характеристиками крутящего момента

Библиотека

Simscape / Электрический / Электромеханический / Нарисованные кистью Двигатели

Описание

Блок Universal Motor представляет электрические характеристики и характеристики крутящего момента универсального (или ряд) двигатель с помощью следующей модели эквивалентной схемы.

Где:

  • Ра является сопротивлением арматуры.

  • La является индуктивностью арматуры.

  • Rf является сопротивлением обмотки возбуждения.

  • Lf является индуктивностью обмотки возбуждения.

Когда вы устанавливаете параметр Model parameterization на By equivalent circuit parameters, вы задаете параметры эквивалентной схемы для этой модели. Блок Universal Motor вычисляет моторный крутящий момент можно следующим образом:

  1. Магнитное поле в двигателе вызывает следующую обратную эдс vb в арматуре:

    vb=Lafifω

    где Laf является коэффициентом пропорциональности, и ω является угловой скоростью.

  2. Механическая энергия равна степени, реагировавшей обратной эдс:

    P=vbif=Lafif2ω

  3. Моторный крутящий момент:

    T=P/ω=Lafif2

Характеристика скорости крутящего момента для модели блока Universal Motor связана с параметрами в предыдущей фигуре. Когда вы устанавливаете параметр Model parameterization на By DC rated power, rated speed & maximum torque или By DC rated power, rated speed & electrical power, блок решает для параметров эквивалентной схемы можно следующим образом:

  1. Для установившегося отношения скорости крутящего момента при использовании предоставления DC L не имеет никакого эффекта.

  2. Суммируйте напряжения вокруг цикла:

    V=(Rf+Ra)if+vb=(Rf+Ra+Lafω)if

  3. Решите предыдущее уравнение для того, если и заменяют этим значением в уравнение для крутящего момента:

    T=Laf(VRf+Ra+Lafω)2

    Блок использует расчетную скорость и степень вычислить расчетный крутящий момент. Блок использует расчетный крутящий момент и оцененные значения скорости в предыдущем уравнении плюс соответствующая электроэнергия определить значения для Rf+Ra и Laf.

Когда вы устанавливаете параметр Model parameterization на By AC rated power, rated speed, current & electrical power, затем блок должен включать индуктивные условия La и Lf в модели. Это запрашивает информацию о номинальном токе RMS и напряжении для общей индуктивности.

Моторная инерция моделей блока J и ослабляющий B для всех значений параметра Model parameterization. Выходной крутящий момент:

Tload=Laf(VRf+Ra+Lafω)2−Jω˙−Bω

Блок производит положительный крутящий момент, действующий из механического устройства C к портам R.

Тепловые порты

Блок имеет два дополнительных тепловых порта, один на обмотку, скрытую по умолчанию. Чтобы представить тепловые порты, щелкните правой кнопкой по блоку по своей модели, и затем из контекстного меню выбирают Simscape> Block choices> Show thermal port. Это действие отображает тепловые порты на значке блока и представляет параметры Thermal Port и Temperature Dependence. Эти параметры описаны далее на этой странице с описанием.

Используйте тепловые порты, чтобы моделировать эффекты медных потерь сопротивления, которые преобразовывают электроэнергию нагреться. Для получения дополнительной информации об использовании тепловых портов в блоках привода смотрите Термальные эффекты Симуляции во Вращательных и Переводных Приводах.

Порты

+

Положительный электрический порт.

-

Отрицательный электрический порт.

C

Механический вращательный порт сохранения.

R

Механический вращательный порт сохранения.

Hf

Обмотка возбуждения тепловой порт. Для получения дополнительной информации смотрите Тепловые Порты.

Ha

Арматура, проветривающая тепловой порт. Для получения дополнительной информации смотрите Тепловые Порты.

Параметры

Электрический крутящий момент

Model parameterization

Выберите один из следующих методов для параметризации блока:

  • By equivalent circuit parameters — Обеспечьте электрические параметры для модели эквивалентной схемы двигателя.

  • By DC rated power, rated speed & maximum torque — Обеспечьте параметры мощности постоянного тока и скорости, которые блок преобразовывает в модель эквивалентной схемы двигателя. Это - метод по умолчанию.

  • By DC rated power, rated speed & electrical power — Обеспечьте параметры мощности переменного тока и скорости, которые блок преобразовывает в модель эквивалентной схемы двигателя.

  • By AC rated power, rated speed, current & electrical power — Обеспечьте параметры мощности переменного тока и скорости, которые блок преобразовывает в модель эквивалентной схемы двигателя.

Total armature and field winding resistance

Полное сопротивление арматуры и обмотки возбуждения. Этот параметр только видим, когда вы выбираете By equivalent circuit parameters для параметра Model parameterization. Значение по умолчанию является Омом 132.8.

Rated speed (at rated load)

Частота вращения двигателя при расчетной механической загрузке. Этот параметр только видим, когда вы выбираете By DC rated power, rated speed & maximum torque, By DC rated power, rated speed & electrical power или By AC rated power, rated speed, current & electrical power для параметра Model parameterization. Значение по умолчанию является об/мин 6.5e+03.

Rated load (mechanical power)

Механическая загрузка, для которой двигатель оценивается, чтобы действовать. Этот параметр только видим, когда вы выбираете By DC rated power, rated speed & maximum torque, By DC rated power, rated speed & electrical power или By AC rated power, rated speed, current & electrical power для параметра Model parameterization. Значением по умолчанию является 75 W.

Rated DC supply voltage

Напряжение постоянного тока, в котором двигатель оценивается, чтобы действовать. Этот параметр только видим, когда вы выбираете By DC rated power, rated speed & maximum torque или By DC rated power, rated speed & electrical power для параметра Model parameterization. Значением по умолчанию является 200 V.

Electrical power in at rated load

Сумма электроэнергии двигатель использует в расчетной механической энергии. Этот параметр только видим, когда вы выбираете By DC rated power, rated speed & electrical power или By AC rated power, rated speed, current & electrical power для параметра Model parameterization. Значением по умолчанию является 160 W.

Maximum (starting) torque

Крутящий момент максимума двигатель производит. Этот параметр только видим, когда вы выбираете By DC rated power, rated speed & maximum torque для параметра Model parameterization. Значением по умолчанию является 0.39 N*m.

Total armature and field winding inductance

Общая индуктивность арматуры и обмотки возбуждения. Если у вас нет информации об этой индуктивности, установите значение этого параметра к маленькому, ненулевому номеру. Этот параметр только видим, когда вы выбираете By equivalent circuit parameters, By DC rated power, rated speed & maximum torque или By DC rated power, rated speed & electrical power для параметра Model parameterization. Значением по умолчанию является 0.525 H.

Примечание

Можно обнулить значение Total armature and field winding inductance, но это только целесообразно, если вы управляете двигателем с источником постоянного тока.

RMS rated voltage

Напряжение предоставления RMS, когда двигатель работает с мощностью переменного тока. Этот параметр только видим, когда вы выбираете By AC rated power, rated speed, current & electrical power для параметра Model parameterization. Значением по умолчанию является 240 V.

RMS current at rated load

RMS, текущая, когда двигатель работает с мощностью переменного тока при расчетной загрузке. Этот параметр только видим, когда вы выбираете By AC rated power, rated speed, current & electrical power для параметра Model parameterization. Значением по умолчанию является 0.8 A.

AC frequency

Частота напряжения источника питания переменного тока. Этот параметр только видим, когда вы выбираете By AC rated power, rated speed, current & electrical power для параметра Model parameterization. Значение по умолчанию является Гц 50.

Механическое устройство

Rotor inertia

Инерция ротора. Значение по умолчанию является 2e-04 kg*m2. Значение может быть нулем.

Rotor damping

Затухание ротора. Значением по умолчанию является 1e-06 N*m / (rad/s). Значение может быть нулем.

Initial rotor speed

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

Температурная зависимость

Эта вкладка появляется только для блоков с представленными тепловыми портами. Для получения дополнительной информации смотрите Тепловые Порты.

Field to armature resistance ratio, Rf/Ra

Отношение поля к сопротивлению арматуры. Этот параметр требуется только при показе полю и арматуре тепловых портов. Это используется, чтобы определить отдельные значения сопротивления для поля и обмоток арматуры так, чтобы тепловое тепло, выработанное этими двумя резисторами, могло быть распределено правильно. Значением по умолчанию является 1.

Resistance temperature coefficients, [alpha_f alpha_a]

1 2 векторами - строками, задающими коэффициент α в сопротивлении связи уравнения температуре, как описано в Тепловой Модели для Блоков Привода. Первый элемент соответствует обмотке возбуждения и второму к арматуре. Значение по умолчанию для меди и является [ 0.00393 0.00393 ] 1/K.

Measurement temperature

Температура, для которой заданы моторные параметры. Значением по умолчанию является 25 °C.

Тепловой порт

Эта вкладка появляется только для блоков с представленными тепловыми портами. Для получения дополнительной информации смотрите Тепловые Порты.

Thermal masses, [Mf Ma]

1 2 векторами - строками, задающими количество тепла для поля и обмоток арматуры. Количество тепла является энергией, требуемой повысить температуру одной степенью. Значением по умолчанию является [ 100 100 ] J/K.

Initial temperatures, [Tf Ta]

1 2 векторами - строками, задающими температуру поля и арматуры тепловые порты в начале симуляции. Значением по умолчанию является [ 25 25 ] °C.

Ссылки

[1] Болтон, W. Механотроника: Системы Электронного управления в Машиностроении и Электротехнике 3-й выпуск, Образование Пирсона, 2004.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

| | |

Темы

Введенный в R2008a

Документация Simscape Electrical
Поддержка
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте