Начинающий

Стартер как двигатель постоянного тока

Библиотека:
Блок силового агрегата/Накопитель энергии и вспомогательный привод/стартер

Описание

Стартовый блок реализует стартовый узел в виде отдельно возбуждаемого двигателя постоянного тока, двигателя постоянного тока с постоянным магнитом или последовательного соединительного двигателя постоянного тока. Двигатель работает как источник крутящего момента для двигателя внутреннего сгорания.

Используйте стартовый блок:

В модели двигателя с передним приводом аксессуаров (FEAD)
Моделирование сценариев запуска и остановки двигателя

Стартовый блок поддерживает только угловую скорость, входящую в двигатель постоянного тока. Для ввода крутящего момента нагрузки требуется динамика двигателя.

Отдельно возбуждаемый электродвигатель постоянного тока

В отдельно возбуждаемом двигателе постоянного тока обмотка возбуждения подключена к отдельному источнику питания постоянного тока.

Зависимость между напряжением обмотки поля, сопротивлением поля и индуктивностью поля определяется:

$_{Vf} =_{} \frac{_{}}{} {Lfdifdt}_{} +_{}$ Rfif

Противоэлектродвижущая сила - произведение сопротивления поля, взаимной индуктивности и угловой скорости вала двигателя:

$ЭДС =_{}_{}_{}$ LaifLafλ

Напряжение якоря задается:

$_{Va} =_{} \frac{_{}}{} {Ladiadt}_{} +_{} Raia$ + EMF

Токовая нагрузка двигателя стартера представляет собой сумму тока обмотки возбуждения и тока обмотки якоря:

$_{iload} =_{} if +_{}$ ia

Крутящий момент вала двигателя стартера является произведением тока якоря, тока поля и взаимной индуктивности:

$_{Tmech} =_{}_{}_{}$ iaifLaf

Электродвигатель постоянного тока постоянного магнита

В двигателе постоянного тока постоянного магнита магниты устанавливают поток возбуждения, так что ток поля отсутствует.

Противодействующая электродвижущая сила пропорциональна угловой скорости вала двигателя:

$ЭДС =_{}$ Ктом

Напряжение якоря задается:

$_{Va} =_{} \frac{_{}}{} {Ladiadt}_{} +_{} Raia$ + EMF

Токовая нагрузка двигателя стартера равна току обмотки якоря:

$_{iload} =_{}$ ia

Крутящий момент вала двигателя стартера пропорционален току обмотки якоря:

$_{Tmech} =_{}_{}$ Ktia

Двигатель постоянного тока с возбуждением серии

Последовательно возбуждаемый электродвигатель постоянного тока соединяет якорь и обмотки возбуждения последовательно с общим источником питания постоянного тока.

Противоэлектродвижущая сила является произведением тока поля и исходного ряда якоря, поля и взаимной индуктивности якоря и угловой скорости вала двигателя:

$ЭДС =_{}_{}$ iafLafλ

Напряжение возбуждения и обмотки якоря задается:

$_{Vaf} =_{} \frac{_{}}{} {Lserdiafdt}_{+}_{} Rseriaf$ + EMF

Токовая нагрузка двигателя стартера равна току ряда поля и якоря:

$_{iload} =_{}$ iaf

Крутящий момент вала двигателя стартера является произведением тока серии квадратов поля и якоря и взаимной индуктивности поля и якоря:

$_{Tmech} =_{}^{}_{}$ iaf2Laf

Для устойчивости двигателя угловая скорость вала двигателя должна быть больше отношения последовательно соединенных поля и сопротивления якоря к взаимной индуктивности:

$λ > \frac{_{-}}{_{}}$ RserLaf

Учет мощности

Для учета мощности блок реализует эти уравнения.

Сигнал шины			Описание	Переменная	Уравнения
`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	$_{Pmot} = -_{}$ startTmech
		`PwrBus`	Электроэнергия	_Pbus	Отдельно возбуждаемый двигатель постоянного тока $_{Pbus} =_{}_{} vaia_{+}_{}$ vfif
					Электродвигатель постоянного тока с возбуждением PM $_{Пбус} =_{}_{}$ вайя
					Двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением $_{Пбус} =_{}_{}$ вафиаф
	`PwrNotTrnsfrd` - Мощность, пересекающая границу блока, но не передаваемая Положительные сигналы указывают на вход Отрицательные сигналы указывают на потерю	`PwrLoss`	Потери двигателя	_Ploss	$_{Плосс} = -_{(} {Пмот}_{+}_{Пбус} -$ Пинд)
	`PwrStored` - Скорость изменения накопленной энергии Положительные сигналы указывают на увеличение Отрицательные сигналы указывают на снижение	`PwrInd`	Электрическая индуктивность	_Pind	Отдельно возбуждаемый двигатель постоянного тока $_{Pind} =_{}_{} \frac{_{}}{} Lfififddt_{+}_{} \frac{_{}}{}$ Laiadiadt
					Электродвигатель постоянного тока с возбуждением PM $_{Пинд} =_{}_{} \frac{_{}}{}$ Лайадиадт
					Двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением $_{Pind} =_{}_{} \frac{_{}}{}$ Lseriafdiafdt

Уравнения используют эти переменные.

_Ра	Сопротивление обмотки якоря
_La	Индуктивность обмотки якоря
ЭДС	Противоэлектродвижущая сила
_Rf	Сопротивление обмотки возбуждения
_Lf	Индуктивность обмотки возбуждения
_Laf	Взаимная индуктивность поля и якоря
_ia	Ток обмотки якоря
_если	Ток обмотки возбуждения
_Kt	Постоянная крутящий момент двигателя
ω	Угловая скорость вала двигателя
_Va	Напряжение обмотки якоря
_VF	Напряжение обмотки возбуждения
_Vaf	Напряжение обмотки возбуждения и якоря
_iaf	Текущая серия поля и якоря
_Rser	Последовательно подключенное полевое сопротивление и сопротивление якоря
_Lser	Последовательно соединенные индуктивность поля и якоря
_iload	Токовая нагрузка двигателя стартера
_Tmech	Момент вращения вала двигателя стартера

Порты

Исходные данные

развернуть все

`MtrSpd` - Угловая скорость
`scalar`

Угловая скорость вала двигателя, в рад/с.

`StartVolt` - Напряжение якоря и поля
`scalar`

Напряжение обмотки якоря _Va и напряжение обмотки поля _Vf, в В.
Последовательно возбуждают электродвигатель постоянного тока, якорь и напряжение обмотки возбуждения _Vaf.

Продукция

развернуть все

`Info` - Сигнал шины
автобус

Сигнал шины, содержащий эти блочные вычисления.

Сигнал			Описание	Единицы
`ArmCurr`			Ток обмотки якоря	A
`FldCurr`			Ток обмотки возбуждения	A
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd`	`PwrMtr`	Механическая мощность	W
	`PwrTrnsfrd`	`PwrBus`	Электроэнергия	W
	`PwrNotTrnsfrd`	`PwrLoss`	Потеря мощности двигателя	W
	`PwrStored`	`PwrInd`	Электрическая индуктивность	W

`LdCurr` - Ток нагрузки двигателя стартера
`scalar`

Ток нагрузки двигателя стартера, в А.

`MtrTrq` - Крутящий момент на валу двигателя стартера
`scalar`

Момент вращения вала двигателя стартера, в Н· м.

Параметры

развернуть все

Конфигурация

`Motor Type` - Выбор типа двигателя
`Separately Excited DC Motor` (по умолчанию) | `Permanent Magnet Excited DC Motor` | `Series Connection DC Motor`

Выберите один из трех типов двигателя.

Зависимости

Таблица суммирует зависимости параметров двигателя.

Тип двигателя	Включение параметра двигателя
`Separately Excited DC Motor`	Сопротивление обмотки якоря, Ra
	Индуктивность обмотки якоря, La
	Сопротивление обмотки возбуждения Rf
	Индуктивность обмотки возбуждения, Lf
	Взаимная индуктивность, Лаф
	Начальный якорь и ток поля, Iaf
`Permanent Magnet Excited DC Motor`	Сопротивление обмотки якоря, Rapm
	Индуктивность обмотки якоря, Lapm
	Постоянная крутящего момента, Kt
	Начальный ток якоря, Ia
`Series Connection DC Motor`	Полное сопротивление, Rser
	Полная индуктивность, Лизер
	Начальный ток, Иафсер
	Взаимная индуктивность, Лафсер

Отдельно возбуждаемый электродвигатель постоянного тока