Induction Motor

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 использовать время непрерывной выборки в процессе моделирования. 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 электрическая система модели

Блок реализует уравнения, которые выражаются в стационарной ссылке ротора (qd) система координат. D-ось выравнивается с ось. Все количества в системе координат ротора отнесены в статор.

Блок использует эти уравнения, чтобы вычислить электрическую скорость (ωem) и скорость промаха (ωslip).

ωem=Pωmωslip= ωsynωem

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

ωdA= ωda ωem

Чтобы упростить уравнения для потока, напряжения и текущих преобразований, блок использует стационарную систему координат:

ωda=0ωdA=ωem

ВычислениеУравнение
Поток

ddt[λsdλsq]= [vsdvsq] Rs[isdisq] ωda[0110][λsdλsq]ddt[λrdλrq]= [vrdvrq] Rr[irdirq] ωdA[0110][λrdλrq]

[λsdλsqλrdλrq]= [Ls00LsLm00LmLm00LmLr00Lr][isdisqirdirq]

Текущий

[isdisqirdirq]= (1Lm2 LrLs)[Lr00LrLm00LmLm00LmLs00Ls][λsdλsqλrdλrq]

Индуктивность

Ls= Lls+LmLr= Llr+Lm

Электромагнитный крутящий момент

Te=PLm(isqird isdirq)

Инвариант степени dq преобразование, чтобы гарантировать, что dq и три степени фазы равны

[vsdvsq]= 23 [потому что(Θda)потому что(Θda2π3)потому что(Θda+2π3)sin(Θda)sin(Θda2π3)sin(Θda+2π3)][vavbvc]

[iaibic]= 23  [потому что(Θda)sin(Θda)потому что(Θda2π3)потому что(Θda+2π3)sin(Θda2π3)sin(Θda+2π3)][isdisq]

Уравнения используют эти переменные.

ωm

Скорость вращения 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

Моторной скоростью вращения дают:

ddtωm=1J(TeTfFωmTm)dθmdt=ωm

Уравнения используют эти переменные.

J

Объединенная инерция двигателя и загрузки

F

Объединенное вязкое трение двигателя и загрузка

θm

Моторное механическое угловое положение

Tm

Крутящий момент вала двигателя

Te

Электромагнитный крутящий момент

Tf

Вал двигателя статический момент трения

ωm

Угловая механическая скорость двигателя

Учет степени

Для учета степени блок реализует эти уравнения.

Сигнал шины ОписаниеПеременнаяУравнения

PwrInfo

PwrTrnsfrd — Степень передается между блоками

  • Положительные сигналы указывают на поток в блок

  • Отрицательные сигналы указывают, вытекают из блока

PwrMtr

Механическая энергия

Pmot

Pmot= ωmTe
PwrBus

Электроэнергия

Pbus

Pbus= vania+ vbnib+vcnic

PwrNotTrnsfrd — Степень, пересекающая контур блока, но не переданный

  • Положительные сигналы указывают на вход

  • Отрицательные сигналы указывают на потерю

PwrElecLoss

Резистивные потери мощности

Pelec

Pelec= (Rsisd2+Rsisq2+Rrird2+Rrirq2)
PwrMechLoss

Потеря механической энергии

Pmech

Когда Port Configuration установлен в Torque:

Pmech= (ωm2F+ |ωm|Tf)

Когда Port Configuration установлен в Speed:

Pmech= 0 

PwrStored — Сохраненный тариф на энергоносители изменения

  • Положительные сигналы указывают на увеличение

  • Отрицательные сигналы указывают на уменьшение

PwrMtrStored

Сохраненная моторная степень

Pstr

Pstr= Pbus+ Pmot+ Pelec + Pmech

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 момент трения загрузки

Порты

Входной параметр

развернуть все

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

Зависимости

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

Скорость вращения ротора, ωm, в rad/s.

Зависимости

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

Напряжения терминала статора, Va, Vb и Vc, в V.

Вывод

развернуть все

Сигнал шины содержит эти вычисления блока.

Сигнал ОписаниеПеременнаяМодули

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

PwrInfo

PwrTrnsfrd

PwrMtr

Механическая энергия

Pmot

W
PwrBus

Электроэнергия

Pbus

W

PwrNotTrnsfrd

PwrElecLoss

Резистивные потери мощности

Pelec

W
PwrMechLoss

Потеря механической энергии

Pmech

W

PwrStored

PwrMtrStored

Сохраненная моторная степень

Pstr

W

Фаза a, b, c текущий, ia, ib и ic, в A.

Моторный крутящий момент, Tmtr, в N · m.

Зависимости

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

Угловая скорость двигателя, ωmtr, в rad/s.

Зависимости

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

Параметры

развернуть все

Блокируйте опции

По умолчанию блок использует время непрерывной выборки в процессе моделирования. 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.

Шаг расчета интегрирования для дискретной симуляции, в s.

Зависимости

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

Эта таблица суммирует конфигурации порта.

Конфигурация портаСоздает Input portСоздает выходной порт

Torque

LdTrq

MtrSpd

Speed

Spd

MtrTrq

Сопротивление статора, RS, в Омах и индуктивности утечки, Lls, в H.

Сопротивление ротора, Rr, в Омах и индуктивности утечки, Llr, в H.

Намагничивая индуктивность, Lm, в H.

Моторные пары полюса, P.

Начальное угловое положение ротора, θm0, в рад.

Начальная скорость вращения ротора, ωm0, в rad/s.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Torque для Port configuration.

Механические свойства ротора:

  • Инерция, J, в kg · м^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.

Расширенные возможности

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

Введенный в R2017a

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте