PMLSM

Линейный синхронный двигатель с постоянными магнитами с синусоидальным распределением потока

  • Библиотека:
  • Simscape / Электрический / Электромеханический / Постоянный магнит

  • PMLSM block

Описание

Блок PMLSM моделирует постоянный магнит линейный синхронный двигатель с трехфазным статором раны Уая. Рисунок показывает эквивалентную электрическую схему для обмоток статора.

Можно также смоделировать постоянный магнит линейный синхронный двигатель в настройке раны дельты установкой Winding type к Delta-wound.

Моторная конструкция

Этот рисунок показывает моторную конструкцию.

Уравнения

Напряжения через обмотки статора заданы:

[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.

  • dψadt,dψbdt, и dψcdt скорости изменения магнитного потока в каждой обмотке статора.

Постоянный магнит и эти три обмотки способствуют общему потоку, соединяющему каждую обмотку. Общий поток задан:

[ψaψbψc]=[LaaLabLacLbaLbbLbcLcaLcbLcc][iaibic]+[ψamψbmψcm],

где:

  • ψa, ψb и ψc являются общими потоками, соединяющими каждую обмотку статора.

  • Laa, Lbb и Lcc являются самоиндукциями обмоток статора.

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

  • ψam, ψbm и ψcm являются потоками постоянного магнита, соединяющими обмотки статора.

Индуктивность в обмотках статора является функциями электрического угла и задана:

θe=Npx+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:

  • θe является электрическим углом.

  • 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.

  • Np=πτ и τ является полярным тангажом.

  • x является расстоянием.

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

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

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

Поток постоянного магнита, соединяющий извилистый a, является максимумом когда θe = 0 ° и нуль когда θe = 90 °. Поэтому соединенный моторный поток задан:

[ψamψbmψcm]=[ψmcosθeψmcos(θe2π/3)ψmcos(θe+2π/3)]

где ψm является потокосцеплением постоянного магнита.

Упрощенные электрические уравнения

Применение преобразования Парка к электрическим уравнениям производит выражение для силы, которая независима от угла.

Преобразование парка задано:

P=2/3[cosθecos(θe2π/3)cos(θe+2π/3)sinθesin(θe2π/3)sin(θe+2π/3)0.50.50.5]

где θe является электрическим углом, заданным как Npx.

Используя преобразование Парка на статоре извилистые напряжения и токи преобразовывают их в систему координат dq0, которая независима от угла:

[vdvqv0]=P[vavbvc]

и

[idiqi0]=P[iaibic].

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

vd=Rsid+LddiddtNpviqLq,

vq=Rsiq+Lqdiqdt+Npv(idLd+ψm),

v0=Rsi0+L0di0dt,

и

F=32Np(iq(idLd+ψm)idiqLq),

Mdvdt=FFLBmv,


где:

  • Ld = Ls + Ms + 3/2 Lm. Ld является статором d - составляющая индукции.

  • Lq = Ls + Ms − 3/2 Lm. Lq является статором q - составляющая индукции.

  • L0 = Ls – 2Ms. L0 является индуктивностью нулевой последовательности статора.

  • Rs является сопротивлением статора на фазу.

  • v является линейной скоростью.

  • Np является полярным фактором тангажа.

  • M является массой двигателя.

  • Bm является затуханием.

  • FL является силой загрузки.

Использование блока PMLSM исходная, неортогональная реализация Парка преобразовывает. При попытке применить альтернативную реализацию, вы получаете различные результаты для dq0 напряжения и токов.

Отношение между силой постоянный kf, коэффициент противо-ЭДС, постоянная ke, и потокосцеплением постоянного магнита определяется следующим образом:

ke=kf=Npψm.

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

Расширяемый трехфазный порт.

Электрический порт сохранения сопоставлен с нейтральной фазой.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Winding Type на Wye-wound и Zero sequence к Include.

Порт механической передачи сопоставлен с моторным двигателем.

Порт механической передачи сопоставлен с моторным случаем.

Параметры

развернуть все

Основной

Настройка для обмоток:

  • Wye-wound — Обмотки являются раной Уая.

  • Delta-wound — Обмотки являются раной дельты. a - фаза соединяется между портами a и b, b - фазой между портами b и c и c - фаза между портами c и a.

Моделирование точности:

  • Constant Ld, Lq and PMLd, Lq и значения PM являются постоянными и заданы их соответствующими параметрами.

  • Tabulated Ld, Lq and PMLd, Lq и значения PM вычисляются онлайн из текущих интерполяционных таблиц DQ как follows:h

    Ld=f1(id,iq)

    Ld=f2(id,iq)

    λPM=f2(id,iq)

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Stator parameterization на Specify Ld, Lq, and L0.

Полярный тангаж.

Потокосцепление постоянного магнита в виде Specify flux linkage, Specify force constant, или Specify back EMF constant.

Пиковое потокосцепление постоянного магнита с любой из обмоток статора.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Permanent magnet flux linkage parameterization на Specify flux linkage и Modeling fidelity к Constant Ld, Lq and PM.

Сила, постоянная для любой из обмоток статора.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Permanent magnet flux linkage parameterization на Specify force constant и Modeling fidelity к Constant Ld, Lq and PM.

Коэффициент противо-ЭДС, постоянная для любой из обмоток статора.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Permanent magnet flux linkage parameterization на Specify back EMF constant и Modeling fidelity к Constant Ld, Lq and PM.

Параметризация статора в виде Specify Ld, Lq, and L0 или Specify Ls, Lm, and Ms.

d- составляющая индукции.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Stator parameterization на Specify Ld, Lq, and L0 и Modeling fidelity к Constant Ld, Lq and PM.

q- составляющая индукции.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Stator parameterization на Specify Ld, Lq, and L0 и Modeling fidelity к Constant Ld, Lq and PM.

Индуктивность нулевой последовательности.

Зависимости

Включить этот параметр также:

  • Установите Winding Type на Wye-wound, Zero sequence к Include, и Stator parameterization к Specify Ld, Lq, and L0.

  • Установите Winding Type на Delta-wound и Stator parameterization к Specify Ld, Lq, and L0.

Прямая ось текущий вектор, ID.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Stator parameterization на Specify Ld, Lq, and L0 и Modeling fidelity к Tabulated Ld, Lq and PM.

Квадратурная ось текущий вектор, IQ.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Stator parameterization на Specify Ld, Lq, and L0 и Modeling fidelity к Tabulated Ld, Lq and PM.

Матрица Ld.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Stator parameterization на Specify Ld, Lq, and L0 и Modeling fidelity к Tabulated Ld, Lq and PM.

Матрица Lq.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Stator parameterization на Specify Ld, Lq, and L0 и Modeling fidelity к Tabulated Ld, Lq and PM.

Потокосцепление постоянного магнита.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите:

  • Stator parameterization к Specify Ld, Lq, and L0

  • Modeling fidelity к Tabulated Ld, Lq and PM

  • Permanent magnet flux linkage parameterization к Specify flux linkage

Обеспечьте постоянную матрицу.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите:

  • Stator parameterization к Specify Ld, Lq, and L0

  • Modeling fidelity к Tabulated Ld, Lq and PM

  • Permanent magnet flux linkage parameterization к Specify force constant

Матрица Коэффициента противо-ЭДС, постоянной.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите:

  • Stator parameterization к Specify Ld, Lq, and L0

  • Modeling fidelity к Tabulated Ld, Lq and PM

  • Permanent magnet flux linkage parameterization к Specify back EMF constant

Средняя самоиндукция каждой из пяти обмоток статора.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Stator parameterization на Specify Ls, Lm, and Ms.

Колебание самоиндукции и взаимной индуктивности обмоток статора с углом.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Stator parameterization на Specify Ls, Lm, and Ms.

Средняя взаимная индуктивность между обмотками статора.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Stator parameterization на Specify Ls, Lm, and Ms.

Сопротивление каждой из обмоток статора.

Опция, чтобы включать или исключить условия нулевой последовательности.

  • Include — Включайте условия нулевой последовательности. Чтобы приоритизировать точность модели, используйте эту настройку по умолчанию. Используя эту опцию:

  • Exclude — Исключите условия нулевой последовательности. Чтобы приоритизировать скорость симуляции для настольной симуляции или развертывания приложений, выберите эту опцию.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Winding Type на Wye-wound.

Контрольная точка для углового измерения. Значением по умолчанию является Angle between the a-phase magnetic axis and the d-axis. Это определение показывают на Моторном рисунке Конструкции. Когда вы выбираете это значение, двигатель и a - потоки фазы выравниваются, когда угол двигателя является нулем.

Другим значением, которое можно выбрать для этого параметра, является Angle between the a-phase magnetic axis and the q-axis. Когда вы выбираете это значение, a - текущая фаза генерирует максимальную силу, когда угол двигателя является нулем.

Механическое устройство

Масса моторного двигателя.

Линейное затухание.

Ссылки

[1] Kundur, P. Устойчивость энергосистемы и управление. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Макгроу Хилл, 1993.

[2] Андерсон, пополудни анализ неработающих энергосистем. IEEE нажимает Power Systems Engineering Series, 1995. ISBN 0-7803-1145-0.

[3] С. Чжан и Дж. Пэн. Нелинейное Устойчивое Управление Скользящим режимом для PM Linear Synchronous Motors. 2 006 CES/IEEE 5-я Международная Конференция по Управлению Силовой электроникой и Движением, Шанхай, 2006, стр 1–5.

Расширенные возможности

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

Введенный в R2020a
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте