Поворотный привод, определяемый в терминах магнитного потока
Simscape/Электрические/Электромеханические/Мехатронные приводы

Блок FEM-Parameterized Rotary Activate реализует модель поворотного привода, определяемую в терминах магнитного потока. Используйте этот блок для моделирования пользовательских приводов вращения и двигателей, в которых магнитный поток зависит как от угла поворота ротора, так и от тока. Параметризация блока выполняется с использованием данных из пакета конечных магнитных элементов (КЭМ) стороннего производителя.
Блок имеет два варианта электрического уравнения. Первый, Define in terms of dPhi(i,theta)/dtheta and dPhi(i,theta)/di, определяет ток с точки зрения частных производных магнитного потока (Φ) относительно угла ротора (θ) и ток (i), уравнения, для которых:
∂Φ∂i
Второй вариант, Define in terms of Phi(i,theta), определяет напряжение на компоненте непосредственно в терминах потока, уравнение для которого:
Численно, определение электрического уравнения в терминах частных производных потока лучше, потому что обратная ЭДС кусочно непрерывна. При непосредственном использовании потока использование более точного размера сетки для тока и положения улучшит результаты, равно как и выбор кубической или сплайновой интерполяции.
В обоих случаях имеется возможность либо непосредственно задать крутящий момент как функцию от тока и угла ротора, используя параметр Torque matrix, T (i, theta), либо блок автоматически вычисляет этот крутящий момент .
При непосредственном вводе данных электромагнитного крутящего момента можно либо использовать данные, предоставляемые магнитным пакетом конечных элементов (который использовался для определения потока), либо вычислить крутящий момент по потоку с помощью следующего уравнения:
∂θdi
Пример реализации такого типа интеграции в MATLAB ® см. в модели «Электромагнитный параметр с данными КЭМ» (Solenoid Parameterized with FEM Data).
В качестве альтернативы блок может автоматически вычислить матрицу крутящего момента на основе предоставленной информации о потоке. Чтобы выбрать эту опцию, установите параметр Вычислить матрицу крутящего момента (Calculate torque matrix)? параметр для Yes. Вычисление матрицы крутящего момента происходит при инициализации модели на основе текущей информации связи блочного потока. Крутящий момент вычисляется путем численного интегрирования скорости изменения связи потока относительно угла над током согласно предыдущему уравнению. Если для параметра «Электрическая модель» установлено значение Define in terms of Phi(i,theta), то блок сначала должен оценить угол wrt частичной производной потока, значение параметра Phi (i, theta )/ddeta из данных связи потока. При этом блок использует метод интерполяции, заданный параметром метода интерполяции. Как правило, Smooth наиболее точна опция, но Linear вариант наиболее надежен.
Для положительных или положительных и отрицательных токов можно определить Λ и его частные производные. Если определить только положительные токи, то блок предполагает, что (-i, x) = - (i, x). Поэтому, если текущий вектор является только положительным:
Первое текущее значение должно быть равно нулю.
Поток, соответствующий нулевому току, должен быть равен нулю.
Частная производная потока относительно угла ротора должна быть равна нулю для нулевого тока.
Чтобы смоделировать вращающийся двигатель с повторяющимся образцом потока, задайте для параметра Зависимость потока от смещения значение Cyclic. При выборе этой опции крутящий момент и поток (или частные производные крутящего момента и потока в зависимости от выбранной опции) должны иметь идентичные первый и последний столбцы.
Блок имеет дополнительный тепловой порт, скрытый по умолчанию. Чтобы открыть тепловой порт, щелкните правой кнопкой мыши блок в модели, а затем в контекстном меню выберите Simscape > Block choices > Show thermal port. Это действие отображает тепловой порт H на значке блока и отображает параметры Температурная зависимость (Temperature Dependence) и Тепловой порт (Thermal Port).
Используйте тепловой порт для моделирования влияния потерь сопротивления меди, которые преобразуют электроэнергию в тепло. Дополнительные сведения об использовании тепловых портов и о параметрах температурной зависимости и теплового порта см. в разделе Моделирование тепловых эффектов во вращательных и поступательных приводах.
Необходимо предоставить согласованный набор данных о крутящем моменте и потоке. Проверка на соответствие матрицы крутящего момента данным потока отсутствует.
При управлении блоком FEM-Parameterized Rotary Activate через последовательный индуктор может потребоваться включить параллельную проводимость в компонент индуктора.
КЭМ-параметризованный линейный исполнительный механизм | КЭМ-параметризованная PMSM | Соленоид