exponenta event banner

Уменьшенный генератор переменного тока Lundell

Уменьшенный генератор переменного тока Lundell с внешним регулятором напряжения

  • Библиотека:
  • Блок силового агрегата/накопитель энергии и вспомогательный привод/генератор переменного тока

  • Reduced Lundell Alternator block

Описание

Блок уменьшенного генератора переменного тока Lundell реализует уменьшенный генератор переменного тока Lundell с внешним регулятором напряжения. Напряжение обратной электродвижущей силы (ЭДС) пропорционально входной скорости и току поля. Двигатель работает как источник крутящего момента для двигателя внутреннего сгорания.

Используйте блок уменьшенного генератора переменного тока Lundell:

  • Моделирование автомобильной электрической системы

  • В модели двигателя с передним приводом аксессуаров (FEAD)

Расчетный крутящий момент вала двигателя находится в противоположном направлении от частоты вращения двигателя. Вы можете:

  • Настройте внешний регулятор напряжения на требуемую полосу пропускания. Ток статора и две капли диода снижают напряжение статора.

  • Фильтрация тока нагрузки по требуемой полосе пропускания. Ток нагрузки имеет меньшее насыщение 0 А.

Блок уменьшенного генератора переменного тока Lundell реализует уравнения для электрических, управляющих и механических систем, использующих эти переменные.

Электрический

Для вычисления напряжений блок использует эти уравнения.

ВычислениеУравнения
Выходное напряжение генератора переменного токаvs = Kvifλ Rsis − 2Vd
Напряжение обмотки возбужденияvf  = Rfif + Lfdifdt

Контроль

Контроллер не имеет сопротивления или падения напряжения.

ВычислениеУравнения

Преобразование напряжения обмотки возбуждения

Vf (s) = RfIf (s) + sLfIf (s)

Преобразование тока обмотки поля

If (s) = Vf (s) (Rf + sLf)

Функция электрического переноса с разомкнутым контуром

G (s) = Vs (s) Vf (s) = Kv (Rf + sLf)

Функция передачи регулятора напряжения разомкнутого контура

GC (ы)  = Vf (ы) Vref (ы)

Функция передачи по замкнутому контуру

 T (s) = G (s) Gc (s) 1 + G (s) Gc (s)

Конструкция контроллера с замкнутым контуром

T (s)  =1τs+1→ G (s) Gc (s) = 1

ГХ ( ы) =  кг ( Kp + Kis)

G (s) GC ( s) = Kv (Rf + sLf) кг (Kp + Kis)

Kp =   Lf, Ki = Rf,  а Kg = 2āfKv

Механический

Для вычисления крутящих моментов блок использует эти уравнения.

ВычислениеУравнения
Электрический крутящий момент

startelec  = (Kvifλ) iload;

Момент трения

 startfriction  = Кбом

Крутящий момент ветра

startwindage = Kwü 2

Крутящий момент при запуске

startstart = Kc, когда λ = 0

Крутящий момент на валу двигателя

timech = tielec + tifriction + tiwindage + startstart

Учет мощности

Для учета мощности блок реализует эти уравнения.

Сигнал шины ОписаниеПеременнаяУравнения

PwrInfo

PwrTrnsfrd - Мощность, передаваемая между блоками

  • Положительные сигналы указывают на поток в блок

  • Отрицательные сигналы указывают на выход потока из блока

PwrMtr

Механическая мощность

Pmot

Pmot  =

PwrBus

Электроэнергия

Pbus

Pbus  =  − vsiload

PwrNotTrnsfrd - Мощность, пересекающая границу блока, но не передаваемая

  • Положительные сигналы указывают на вход

  • Отрицательные сигналы указывают на потерю

PwrLoss

Потеря мощности двигателя

Ploss

Плосс  = (Пмот + Пбус Пинд)

PwrStored - Скорость изменения накопленной энергии

  • Положительные сигналы указывают на увеличение

  • Отрицательные сигналы указывают на снижение

PwrInd

Потеря электрической обмотки

Pind

Pind  = Lfififddt

Уравнения используют эти переменные.

vref

Команда выходного напряжения генератора переменного тока

VF

Напряжение обмотки возбуждения

если

Ток обмотки возбуждения

является

Ток обмотки статора

Vd

Падение напряжения диода

Rf

Сопротивление обмотки возбуждения

RS

Сопротивление обмотки статора

Lf

Индуктивность обмотки возбуждения

Kv

Постоянная напряжение

Fv

Полоса пропускания регулятора напряжения

ФК

Полоса пропускания входного текущего фильтра

Vfmax

Верхний предел насыщения полевого управляющего напряжения

Vfmin

Нижний предел насыщения полевого управляющего напряжения

Kc

Кулонный коэффициент трения

Kb

Коэффициент вязкого трения

Kw

Коэффициент витка

ω

Угловая скорость вала двигателя

iload

Ток нагрузки генератора переменного тока

против

Выходное напряжение генератора переменного тока

themech, Tmech

Крутящий момент на валу двигателя

Порты

Исходные данные

развернуть все

Команда выходного напряжения генератора переменного тока, в В.

Угловая скорость входного вала двигателя, в рад/с.

Ток нагрузки генератора переменного тока, в А.

Не подключайте порт к номинальному току генератора переменного тока, который является постоянным значением. Блок использует ток нагрузки генератора переменного тока в качестве тока обмотки статора для определения напряжения генератора переменного тока и крутящего момента двигателя. При подключении порта к номинальному току переменного тока блок не моделирует динамическое влияние изменений тока нагрузки на напряжение и крутящий момент двигателя.

Продукция

развернуть все

Сигнал шины, содержащий эти блочные вычисления.

СигналОписаниеЕдиницы

FldVolt

Напряжение обмотки возбуждения

A

FldFlux

Поток поля

Wb

PwrInfo

PwrTrnsfrd

PwrMtr

Механическая мощность

W
PwrBus

Электроэнергия

W

PwrNotTrnsfrd

PwrLoss

Потеря мощности двигателя

W

PwrStored

PwrInd

Потеря электрической обмотки

W

Выходное напряжение генератора переменного тока, в В.

Крутящий момент вала двигателя, в Н· м.

Параметры

развернуть все

Конфигурация машины

Постоянная напряжения, в В/рад/с.

Сопротивление обмотки поля, Ом.

Индуктивность обмотки возбуждения, в Н.

Сопротивление обмотки статора, Ом.

Падение напряжения диода, в В.

Регулятор напряжения

Полоса пропускания регулятора, в Гц.

Текущая полоса пропускания фильтра, в Гц.

Максимальное напряжение поля, в В.

Минимальное напряжение поля, в В.

Механические потери

Кулонное трение, в Н· м.

Вязкое трение, в Н· м/рад/с.

Виток, в Н· м/рад2/с2.

Ссылки

[1] Краузе, P.C. Анализ электрических машин. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл, 1994.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

.

См. также

Представлен в R2017a