Synchronous Reluctance Machine

Синхронная реактивная машина с синусоидальным распределением потока

  • Библиотека:
  • Simscape / Электрический / Электромеханический / Reluctance & Stepper

  • Synchronous Reluctance Machine block

Описание

Блок Synchronous Reluctance Machine представляет синхронную машину нежелания (SynRM) синусоидальным распределением потока. Рисунок показывает эквивалентную электрическую схему для обмоток статора.

Моторная конструкция

Схема показывает моторную конструкцию с однополюсно-парным на роторе. Для показанного соглашения осей, когда угол механического устройства ротора θr является нулем, a - выравниваются фаза и потоки постоянного магнита. Блок поддерживает второе определение оси ротора, для которого угол механического устройства ротора задан как угол между a - фазой магнитная ось и ротором q - ось.

Уравнения

Объединенное напряжение через обмотки статора

[vavbvc]=[Rs000Rs000Rs][iaibic]+[dψadtdψbdtdψcdt],

где:

  • va, vb и vc являются отдельными напряжениями фазы через обмотки статора.

  • Rs является эквивалентным сопротивлением каждой обмотки статора.

  • ia, ib и ic являются токами, текущими в обмотках статора.

  • ψa, ψb и ψc являются магнитными потоками, которые соединяют каждую обмотку статора.

Постоянный магнит, обмотка возбуждения и три обмотки статора способствуют потоку, который соединяет каждую обмотку. Общий поток задан как

[ψaψbψc]=[LaaLabLacLbaLbbLbcLcaLcbLcc][iaibic]

где:

  • Laa, Lbb и Lcc являются самоиндукциями обмоток статора.

  • Lab, Lac, Lba, Lbc, Lca и Lcb являются взаимной индуктивностью обмоток статора.

θe=Nθr+rotoroffset

Laa=Ls+Lmcos(2θe),

Lbb=Ls+Lmcos(2(θe2π/3)),

Lcc=Ls+Lmcos(2(θe+2π/3)),

Lab=Lba=MsLmcos(2(θe+π/6)),

Lbc=Lcb=MsLmcos(2(θe+π/62π/3)),

и

Lca=Lac=MsLmcos(2(θe+π/6+2π/3)),

где:

  • θr является углом механического устройства ротора.

  • θe является ротором электрический угол.

  • rotor offset является 0 если вы задаете ротор электрический угол относительно d-оси или -pi/2 если вы задаете ротор электрический угол относительно q-оси.

  • Ls является самоиндукцией статора на фазу. Это значение является средней самоиндукцией каждой из обмоток статора.

  • Lm является колебанием индуктивности статора. Это значение является амплитудой колебания самоиндукции и взаимной индуктивности с изменяющимся углом ротора.

  • Ms является статором взаимная индуктивность. Это значение является средней взаимной индуктивностью между обмотками статора.

Упрощенные уравнения

Применение преобразования Парка с блоком, электрические уравнения определения производят выражение для крутящего момента, который независим от угла ротора.

Преобразование Парка, P, задано как

P=23[cosθecos(θe2π3)cos(θe+2π3)sinθesin(θe2π3)sin(θe+2π3)121212],

где θe является электрическим углом. Электрический угол зависит от угла механического устройства ротора, и количество полюса соединяется таким образом что

θe=Nθr+rotoroffset

где:

  • N является количеством пар полюса.

  • θr является углом механического устройства ротора.

Применение преобразования Парка к первым двум электрическим уравнениям определения производит уравнения, которые задают поведение блока:

vd=Rsid+LddiddtNωiqLq,

vq=Rsiq+Lqdiqdt+NωidLd,

v0=Rsi0+L0di0dt,

T=32N(iqidLdidiqLq)

Jdωdt=TTLBmω,

где:

  • id, iq и i0 является d - ось, q - ось и токи нулевой последовательности, заданные

    [idiqi0]=P[iaibic],

    где ia, ib и ic являются токами статора.

  • vd, vq и v0 является d - ось, q - ось и токи нулевой последовательности, заданные

    [vdvqv0]=P[vavbvc],

    где va, vb и vc являются токами статора.

  • Индуктивность dq0 задана, соответственно как

    • Ld=Ls+Ms+32Lm

    • Lq=Ls+Ms32Lm

    • L0=Ls2Ms.

  • Rs является сопротивлением статора на фазу.

  • N является количеством пар полюса ротора.

  • T является крутящим моментом ротора. Для блока Synchronous Reluctance Machine крутящий момент течет из случая машины (порт C сохранения блока) к ротору машины (порт R сохранения блока).

  • TL является крутящим моментом нагрузки.

  • Bm является затуханием ротора.

  • ω является скоростью вращательного механического устройства ротора.

  • J является инерцией ротора.

Предположения

Распределение потока является синусоидальным.

Переменные

Используйте настройки Variables, чтобы задать приоритет и начальные целевые значения для переменных в блоках перед симуляцией. Для получения дополнительной информации смотрите Приоритет Набора и Начальную Цель для Переменных в блоках.

Порты

Сохранение

развернуть все

Порт сохранения вращательного механического устройства сопоставлен с ротором машины.

Порт сохранения вращательного механического устройства сопоставлен со случаем машины.

Расширяемый трехфазный порт сопоставлен с обмотками статора.

Электрический порт сохранения сопоставлен с нейтральной фазой.

Параметры

развернуть все

Основной

Количество постоянного магнита подпирает пары шестами на роторе.

Модель параметризации статора.

Зависимости

Установка Stator parameterization влияет на видимость других параметров.

Выберите точность моделирования:

  • Constant Ld and LqLd и значения Lq являются постоянными и заданы их соответствующими параметрами.

  • Tabulated Ld and LqLd и значения Lq вычисляются онлайн из текущих интерполяционных таблиц DQ можно следующим образом:

    Ld=f1(id,iq)

    Ld=f2(id,iq)

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда вы устанавливаете параметр Stator parameterization на Specify Ld, Lq, and L0.

Прямая составляющая индукции статора машины.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда вы устанавливаете параметр Stator parameterization на Specify Ld, Lq, and L0 и параметр Modeling fidelity к Constant Ld and Lq.

Квадратурная составляющая индукции статора машины.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда вы устанавливаете параметр Stator parameterization на Specify Ld, Lq, and L0 и параметр Modeling fidelity к Constant Ld and Lq.

Прямая ось текущий вектор, ID.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда вы устанавливаете параметр Stator parameterization на Specify Ld, Lq, and L0 и параметр Modeling fidelity к Tabulated Ld and Lq.

Квадратурная ось текущий вектор, IQ.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда вы устанавливаете параметр Stator parameterization на Specify Ld, Lq, and L0 и параметр Modeling fidelity к Tabulated Ld and Lq.

Матрица Ld.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда вы устанавливаете параметр Stator parameterization на Specify Ld, Lq, and L0 и параметр Modeling fidelity к Tabulated Ld and Lq.

Матрица Lq.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда вы устанавливаете параметр Stator parameterization на Specify Ld, Lq, and L0 и параметр Modeling fidelity к Tabulated Ld and Lq.

Нулевая составляющая индукции для статора машины.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если Stator parameterization установлен в Specify Ld, Lq and L0 и Zero sequence установлен в Include.

Средняя самоиндукция трех обмоток статора.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если Stator parameterization установлен в Specify Ls, Lm, and Ms.

Амплитуда колебания самоиндукции и взаимной индуктивности с углом ротора.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если Stator parameterization установлен в Specify Ls, Lm, and Ms.

Средняя взаимная индуктивность между обмотками статора.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если Stator parameterization установлен в Specify Ls, Lm, and Ms.

Сопротивление каждой из обмоток статора.

Модель нулевой последовательности:

  • Include — Приоритизируйте точность модели. Ошибка происходит, если вы Включаете условия нулевой последовательности для симуляций, которые используют решатель Разделения. Для получения дополнительной информации смотрите, что Скорость симуляции Увеличения Использует Решатель Разделения.

  • Exclude — Приоритизируйте скорость симуляции для настольной симуляции или развертывания приложений.

Зависимости

Если этот параметр устанавливается на:

  • Include и Stator parameterization установлен в Specify Ld, Lq, and L0 — параметр Stator zero-sequence inductance, L0 отображается.

  • Exclude — Параметр Stator zero-sequence inductance, L0 не отображается.

Механическое устройство

Инерция ротора присоединяется к механическому поступательному порту R.

Ротационное затухание.

Контрольная точка для углового измерения ротора. Если вы выбираете значение по умолчанию, ротор и a - потоки фазы выравниваются для угла нулевого ротора. В противном случае a - текущая фаза генерирует максимальное значение крутящего момента для угла нулевого ротора.

Примеры модели

Synchronous Reluctance Machine Torque Control

Синхронное управление крутящим моментом машины нежелания

Управляйте крутящим моментом в синхронной машине нежелания базирующийся электрический диск (SynRM). Высоковольтная батарея питает SynRM через управляемый трехфазный конвертер. Идеальный источник скорости вращения обеспечивает загрузку. Подсистема Управления использует подход разомкнутого контура, чтобы управлять крутящим моментом и подходом с обратной связью, чтобы управлять током. В каждый демонстрационный момент запрос крутящего момента преобразован в соответствующие текущие ссылки с помощью максимального крутящего момента на стратегию Ампера. Текущее управление основано на PI. Симуляция использует шаги крутящего момента и в режимах двигателя и в генератора. Подсистема Визуализации содержит осциллографы, которые позволяют вам видеть результаты симуляции.

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.

[3] Moghaddam, R. Синхронная машина нежелания (SynRM) в приложениях Дисков переменной скорости (VSD) - теоретическая и экспериментальная переоценка. K-АЯ школа электротехники, Стокгольма, Швеция, 2011.

Расширенные возможности

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

Введенный в R2017b
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте