Моделирование динамики двигателя с переключаемым сопротивлением
Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Электрические Машины
Блок Switched Discountance Motor (SRM) представляет три наиболее распространенных коммутируемых двигателя: трехфазный 6/4 SRM, четырехфазный 8/6 SRM, пятифазный 10/8 SRM, как показано на следующем рисунке.
Электрическая часть двигателя представлена нелинейной моделью, основанной на характеристике намагниченности, состоящей из нескольких кривых намагничивания, и на характеристике крутящего момента, вычисленной из кривых намагниченности. Механическая часть представлена государственно-пространственной моделью, основанной на моменте инерции и коэффициенте вязкого трения.
Чтобы быть универсальными, для блока SRM реализованы две модели: специфическая и универсальная. В конкретной модели SRM характеристика намагниченности двигателя представлена в справочной таблице. Значения получают экспериментальным измерением или рассчитывают методом конечно-элементного анализа. В общей модели характеристика намагниченности рассчитывается с использованием нелинейных функций и доступных параметров.
Установить в значение 6/4 (по умолчанию) для указания трехфазного двигателя 6/4.
Установить в значение 8/6 для задания четырехфазного двигателя 8/6.
Установить в значение 10/8 для указания пятифазного двигателя 10/8.
Установить в значение 6/4 (60 kw preset model), 8/6 (75 kw preset model), или 10/8 (10 kw preset model) для использования заданной конкретной модели двигателя с переключаемым сопротивлением. При использовании этих наборов параметров нет необходимости указывать параметры на вкладке Модель (Model).
Сопротивление Rs (Λ) каждой фазной обмотки статора. По умолчанию: 0.01.
Импульс инерции J (кг.м2). По умолчанию: 0.0082.
Коэффициент трения B (N.m.s). По умолчанию: 0.01.
Начальная скорость вращения w0 (рад/с) и исходное положение ротора Theta0 (рад). По умолчанию: [0 0].
Указывает время выборки, используемое блоком. Чтобы наследовать время выборки, указанное в блоке Powergui, задайте для этого параметра значение −1. По умолчанию: −1.
Выбрать Generic model (по умолчанию) или Specific model. Вкладка Модель (Model) изменяется соответствующим образом.
Индуктивность статора, когда ротор находится в нецентрированном положении Lq (H). По умолчанию: 0.67e-3.
Индуктивность ненасыщенного статора, когда ротор находится в совмещенном положении Ld (H). По умолчанию: 23.6e-3.
Индуктивность насыщенного статора, когда ротор находится в совмещенном положении Ldsat (H). По умолчанию: 0.15e-3.
Максимальный ток статора Im (A). По умолчанию: 450.
Максимальное сцепление потока (Wb или V.s), соответствующее Im. По умолчанию: 0.486.
Если выбрано, маска отображает кривые намагниченности, соответствующие предоставленной таблице поиска. Кривые намагниченности представляют связь машинного потока с током статора с положением ротора в качестве параметра. Значение по умолчанию очищено.
Выбрать Generic model (по умолчанию) или Specific model. Вкладка Модель (Model) изменяется соответствующим образом.
Выбрать Dialog для указания характеристики намагниченности непосредственно в маске блока. Выбрать Mat file (по умолчанию) для указания характеристики намагниченности из данных в MAT-файле. По умолчанию: 'srm64_60kw.mat'.
Если для параметра Source установлено значение Dialogвведите таблицу поиска 2-D, содержащую связь потока, в зависимости от тока статора и положения ротора. По умолчанию: 'srm64_60kw.mat'.
Если для параметра Source установлено значение MAT-fileвведите имя MAT-файла, который содержит таблицу привязки потока поиска 2-D, вектор угла ротора и вектор тока статора. MAT-файл должен содержать эти три имени переменных: FTBL, Dialges и StatorCurrents. По умолчанию: 'srm64_60kw.mat'.
Положение (град) ротора, для которого задана связь потока. Параметр вектора угла ротора виден только в том случае, если для параметра Source установлено значение Dialog. По умолчанию: [0 10 20 30 40 45].
Ток статора Is (A), для которого задана связь потока. Параметр вектора тока статора виден только в том случае, если для параметра Source установлено значение Dialog. По умолчанию: [0:25:450].
Если выбрано, маска отображает кривые намагниченности, соответствующие предоставленной таблице поиска. Кривые намагниченности представляют связь машинного потока с током статора с положением ротора в качестве параметра. Значение по умолчанию очищено.
TLВходным сигналом блока является момент механической нагрузки (в Н.м). TL является положительным в работе двигателя и отрицательным в работе генератора.
mБлочный выход m является вектором, содержащим несколько сигналов. Демультиплексировать эти сигналы можно с помощью блока выбора шины из библиотеки Simulink ® .
Сигнал | Определение | Единицы |
|---|---|---|
V | Напряжения статора | V |
поток | Флюсовая связь | V.s |
Я | Токи статора | A |
Те | Электромагнитный момент | N.m |
w | Частота вращения ротора | рад/с |
тета | Положение ротора | радиус |
power_SwitchedReluctanceMotor пример иллюстрирует моделирование двигателя с переключаемым сопротивлением.
Чтобы развить положительный крутящий момент, токи в фазах ППУ должны быть в положении ротора. На следующем рисунке показаны идеальные формы сигналов (индуктивность и ток фазы А) в SRM 6/4. Углы включения и выключения относятся к положению ротора, в котором включен и выключен выключатель питания преобразователя соответственно.
[1] T.J.E. Miller, Switched Discountance Motors and This Control, Clarendon Press, Оксфорд, 1993.
[2] Р. Кришнан (R. Krishnan), электродвигатели с переключаемым сопротивлением, CRC Press, 2001.
[3] D.A. Торри, X.M. Niu, E.J. Unkauf, «Аналитическое моделирование характеристик намагниченности машин с переменным сопротивлением», IEE Proceedings - Electric Power Applications, том 142, № 1, январь 1995, стр. 14-22.
[4] H. Le-Huy, P. Brunelle, «Проектирование и внедрение типовой модели двигателя с переключаемым сопротивлением для Simulink SimPowerSystems», конференция Electrimacs 2005.