Ротационный привод задан в терминах магнитного потока
Simscape / Электрический / Электромеханический / Мехатронные Приводы
Блок FEM-Parameterized Rotary Actuator реализует модель ротационного привода, заданного в терминах магнитного потока. Используйте этот блок, чтобы смоделировать пользовательские ротационные приводы и двигатели, где магнитный поток зависит и от угла ротора и от текущий. Вы параметрируете блок с помощью данных из стороннего пакета Магнитного конечного элемента (FEM).
Блок имеет две опции для электрического уравнения. Первое, Define in terms of dPhi(i,theta)/dtheta and dPhi(i,theta)/di
, задает ток в терминах частных производных магнитного потока (Φ) относительно угла ротора (θ) и текущий (i), уравнения, для которых:
Вторая опция, Define in terms of Phi(i,theta)
, задает напряжение через компонент непосредственно в терминах потока, уравнения, для которого:
Численно, определение электрического уравнения в терминах частных производных потока лучше, потому что обратная эдс является кусочно-непрерывной. Если использование потока непосредственно, использование более прекрасного размера сетки для текущего и положения улучшат результаты, как будет, выбирая кубический или интерполяция сплайна.
В обоих случаях вы имеете опцию или к непосредственно задаете крутящий момент как функцию текущих и угла ротора, при помощи параметра Torque matrix, T(i,theta), или имеете блок, автоматически вычисляют матрицу крутящего момента.
При вводе электромагнитных данных о крутящем моменте непосредственно, можно или использовать данные, снабженные конечным элементом магнитный пакет (который вы раньше определяли поток), или вычислите крутящий момент от потока следующим уравнением:
Смотрите Конечный элемент Параметрированная Соленоидная модель в качестве примера и ее файл инициализации ee_fem_solenoid_ini.m
для примера того, как реализовать этот тип интегрирования в MATLAB®.
В качестве альтернативы блок может автоматически вычислить матрицу крутящего момента от информации о потоке, которую вы предоставляете. Чтобы выбрать эту опцию, установите параметр Calculate torque matrix? на Yes
. Матричное вычисление крутящего момента происходит при инициализации модели на основе текущей информации о потокосцеплении блока. Крутящий момент вычисляется путем числовой интеграции скорости изменения потокосцепления относительно угла по току, согласно предыдущему уравнению. Если параметр Electrical model устанавливается на Define in terms of Phi(i,theta)
, затем блок должен сначала оценить значение параметров Flux partial derivative wrt angle, Phi(i,theta)/dtheta из данных о потокосцеплении. При выполнении этого блок использует метод интерполяции, заданный параметром Interpolation method. Как правило, Smooth
опция является самой точной, но Linear
опция является самой устойчивой.
Можно задать Φ и его частные производные для только положительных, или положительных и отрицательных токов. При определении для только положительных токов затем блок принимает что Φ (–i, x), = –Φ (i, x). Поэтому, если текущий вектор положителен только:
Первое текущее значение должно быть нулем.
Поток, соответствующий, чтобы обнулить текущий, должен быть нулем.
Частная производная потока относительно угла ротора должна быть нулем для нулевого тока.
Чтобы смоделировать ротационный двигатель с повторным шаблоном потока, установите параметр Flux dependence on displacement на Cyclic
. При выбирании этой опции крутящий момент и поток (или крутящий момент и частные производные потока в зависимости от выбранной опции) должны иметь идентичные первые и последние столбцы.
Блок имеет дополнительный тепловой порт, скрытый по умолчанию. Чтобы осушить 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 отсоединяет параметры Thermal Port и Temperature Dependence.
Используйте тепловой порт, чтобы симулировать эффекты медных потерь сопротивления, которые преобразуют 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 Поступательных Приводах.
Необходимо предоставить непротиворечивое множество данных о потоке и крутящего момента. Нет никакой проверки, чтобы гарантировать, что матрица крутящего момента сопоставима с данными о потоке.
При управлении блоком FEM-Parameterized Rotary Actuator через серийный индуктор вы, возможно, должны включать параллельную проводимость в компонент индуктора.
FEM-Parameterized Linear Actuator | FEM-Parameterized PMSM | Solenoid