exponenta event banner

PMLSM

Линейный синхронный двигатель постоянного магнита с синусоидальным распределением потока

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

  • PMLSM block

Описание

Блок PMLSM моделирует линейный синхронный двигатель постоянного магнита с трехфазным статором с намоткой. На рисунке показана эквивалентная электрическая цепь для обмоток статора.

Можно также моделировать линейный синхронный двигатель с постоянным магнитом в конфигурации с дельта-намоткой, установив для параметра Тип обмотки значение Delta-wound.

Конструкция двигателя

На этом рисунке показана конструкция двигателя.

Уравнения

Напряжения на обмотках статора определяются:

[vavbvc] = [Rs000Rs000Rs] [iaibic] + [d

где:

  • va, vb и vc - индивидуальные фазные напряжения на обмотках статора.

  • Rs - эквивалентное сопротивление каждой обмотки статора.

  • ia, ib и ic - токи, протекающие в обмотках статора.

  • В качестве скорости изменения магнитного потока в каждой обмотке статора используются d

Постоянный магнит и три обмотки вносят вклад в общий поток, связывающий каждую обмотку. Общий поток определяется следующим образом:

[λ aü bstartc] = [LaaLabLacLbbLbLcaLcaLcbLcc] [iaibic] + [

где:

  • в качестве общих потоков, связывающих каждую обмотку статора.

  • Laa, Lbb и Lcc являются самоиндукциями обмоток статора.

  • Lab, Lac, Lba, Lbc, Lca и Lcb являются взаимными индуктивами обмоток статора.

  • В качестве потоков постоянного магнита, связывающих обмотки статора, используются, в частности, потоки постоянного магнита.

Индуктивности в обмотках статора являются функциями электрического угла и определяются:

starte = Npx + смещение ротора,

Laa = Ls + Lmcos (2starte),

Lbb = Ls + Lmcos (2 (starte 2δ/3)),

Lcc = Ls + Lmcos (2 (

Lab = Lba = Ms Lmcos (2 (

Lbc = Lcb = Ms Lmcos (2 (

и

Lca = Lac = Ms Lmcos (2 (

где:

  • starte - электрический угол.

  • смещение ротора - 0 если вы определяете электрический угол ротора относительно оси d, или -pi/2 при определении электрического угла ротора относительно оси q.

  • Np =πτ и τ - полярная подача.

  • x - расстояние.

  • Ls - однофазная самоиндукция статора. Это значение представляет собой среднюю самоиндуктивность каждой из обмоток статора.

  • Lm - флуктуация индуктивности статора. Это значение является флуктуацией собственной индуктивности и взаимной индуктивности с изменяющимся углом.

  • Ms - взаимная индуктивность статора. Это значение представляет собой среднюю взаимную индуктивность между обмотками статора.

Поток постоянного магнита, связывающий обмотку а, является максимальным, когда (e) = 0 °, и нулевым, когда (e) = 90 °. Поэтому связанный поток двигателя определяется следующим образом:

[startamü bmstartcm] = [((

где groupm - связь постоянного магнитного потока.

Упрощенные электрические уравнения

При применении преобразования Парка к электрическим уравнениям создается выражение силы, не зависящее от угла.

Трансформация парка определяется:

P=2/3 [cosθecos (θe−2π/3), потому что (θe+2π/3) −sinθe−sin (θe−2π/3) −sin (θe+2π/3) 0.50.50.5]

где starte - электрический угол, определяемый как Npx.

С помощью преобразования Парка на обмотке статора напряжения и токи преобразуют их в кадр dq0, который не зависит от угла:

[vdvqv0] = P [vavbvc]

и

[idiqi0] = P [iaibic].

При применении преобразования Парка к первым двум электрическим уравнениям формируются следующие уравнения, определяющие поведение блока:

vd = Rsid + Lddiddt NpviqLq,

vq = Rsiq + Lqdiqdt + Npv (idLd + λ m),

v0=Rsi0+L0di0dt,

и

F = 32Np (iq (idLd + startm) idiqLq),

Mdvdt = F FL − Бмв,


где:

  • Ld = Ls + Ms + 3/2 Lm. Ld - индуктивность d-оси статора.

  • Lq = Ls + Ms − 3/2 Lm. Lq - индуктивность по оси q статора.

  • L0 = Ls - 2Ms. L0 - индуктивность нулевой последовательности статора.

  • Rs - сопротивление статора на фазу.

  • v - линейная скорость.

  • Np - коэффициент полярного шага.

  • M - масса движителя.

  • Bm - демпфирование.

  • FL - сила нагрузки.

Блок PMLSM использует исходную неоргональную реализацию преобразования Park. При попытке применить альтернативную реализацию получаются разные результаты для напряжения и токов dq0.

Соотношение между постоянной силы kf, постоянной обратной силы ke и связью постоянного магнитного потока определяется следующим образом:

ke = kf = Npstartm.

Переменные

Параметры «Переменные» используются для задания приоритетов и начальных целевых значений для переменных блока перед моделированием. Дополнительные сведения см. в разделе Установка приоритета и начальной цели для переменных блока.

Порты

Сохранение

развернуть все

Расширяемый трехфазный порт.

Электрический консервационный порт, связанный с нейтральной фазой.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите для параметра «Тип обмотки» значение Wye-wound и Нулевая последовательность для Include.

Механический поступательный консервационный порт, связанный с двигателем.

Механическое поступательное защитное отверстие, связанное с корпусом двигателя.

Параметры

развернуть все

Главный

Конфигурация обмоток:

  • Wye-wound - Обмотки наматываются.

  • Delta-wound - Обмотки являются дельта-намотанными. A-фаза соединена между портами a и b, b-фаза между портами b и c и c-фаза между портами c и a.

Точность моделирования:

  • Constant Ld, Lq and PM - Значения Ld, Lq и PM являются постоянными и определяются их соответствующими параметрами.

  • Tabulated Ld, Lq and PM - Значения Ld, Lq и PM вычисляются в оперативном режиме из таблиц текущего поиска DQ следующим образом: h

    Ld = f1 (id, iq)

    Ld = f2 (id, iq)

    λ PM = f2 (id, iq)

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию статора в значение Specify Ld, Lq, and L0.

Полярный шаг.

Связь постоянного магнитного потока, указанная как Specify flux linkage, Specify force constant, или Specify back EMF constant.

Пиковая связь постоянного магнитного потока с любой из обмоток статора.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию связи постоянного магнитного потока в значение Specify flux linkage и Моделирование точности Constant Ld, Lq and PM.

Постоянная сила для любой из обмоток статора.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию связи постоянного магнитного потока в значение Specify force constant и Моделирование точности Constant Ld, Lq and PM.

Обратная постоянная ЭДС для любой из обмоток статора.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию связи постоянного магнитного потока в значение Specify back EMF constant и Моделирование точности Constant Ld, Lq and PM.

Параметризация статора, указанная как Specify Ld, Lq, and L0 или Specify Ls, Lm, and Ms.

d- индуктивность оси.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию статора в значение Specify Ld, Lq, and L0 и Моделирование точности Constant Ld, Lq and PM.

q- индуктивность оси.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию статора в значение Specify Ld, Lq, and L0 и Моделирование точности Constant Ld, Lq and PM.

Индуктивность нулевой последовательности.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выполните следующие действия.

  • Задайте для параметра «Тип обмотки» значение Wye-wound, Нулевая последовательность к Includeи параметризация статора для Specify Ld, Lq, and L0.

  • Задайте для параметра «Тип обмотки» значение Delta-wound и параметризация статора Specify Ld, Lq, and L0.

Вектор тока по прямой оси, iD.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию статора в значение Specify Ld, Lq, and L0 и Моделирование точности Tabulated Ld, Lq and PM.

Вектор тока квадратурной оси, iQ.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию статора в значение Specify Ld, Lq, and L0 и Моделирование точности Tabulated Ld, Lq and PM.

Матрица Ld.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию статора в значение Specify Ld, Lq, and L0 и Моделирование точности Tabulated Ld, Lq and PM.

Матрица Lq.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию статора в значение Specify Ld, Lq, and L0 и Моделирование точности Tabulated Ld, Lq and PM.

Связь постоянного магнитного потока.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите:

  • Параметризация статора для Specify Ld, Lq, and L0

  • Моделирование точности Tabulated Ld, Lq and PM

  • Параметризация связи постоянного магнитного потока Specify flux linkage

Матрица постоянной силы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите:

  • Параметризация статора для Specify Ld, Lq, and L0

  • Моделирование точности Tabulated Ld, Lq and PM

  • Параметризация связи постоянного магнитного потока Specify force constant

Матрица постоянной EMF назад.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите:

  • Параметризация статора для Specify Ld, Lq, and L0

  • Моделирование точности Tabulated Ld, Lq and PM

  • Параметризация связи постоянного магнитного потока Specify back EMF constant

Средняя самоиндуктивность каждой из пяти обмоток статора.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию статора в значение Specify Ls, Lm, and Ms.

Флуктуация собственной индуктивности и взаимной индуктивности обмоток статора с углом.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию статора в значение Specify Ls, Lm, and Ms.

Средняя взаимная индуктивность между обмотками статора.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию статора в значение Specify Ls, Lm, and Ms.

Сопротивление каждой из обмоток статора.

Параметр для включения или исключения членов нулевой последовательности.

  • Include - Включить термины нулевой последовательности. Чтобы установить приоритет точности модели, используйте этот параметр по умолчанию. Использование этой опции:

  • Exclude - Исключить члены нулевой последовательности. Для определения приоритета скорости моделирования при моделировании рабочего стола или развертывании в режиме реального времени выберите этот параметр.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра «Тип обмотки» значение Wye-wound.

Опорная точка для измерения угла. Значение по умолчанию: Angle between the a-phase magnetic axis and the d-axis. Это определение показано на рисунке конструкции двигателя. При выборе этого значения потоки движителя и фазы выравниваются, когда угол движителя равен нулю.

Другое значение, которое можно выбрать для этого параметра: Angle between the a-phase magnetic axis and the q-axis. При выборе этого значения фазовый ток создает максимальную силу, когда угол перемещения равен нулю.

Механический

Масса моторного двигателя.

Линейное демпфирование.

Ссылки

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

[2] Андерсон, П. М. Анализ неисправных энергосистем. IEEE Press Power Systems Engineering Series, 1995. ISBN 0-7803-1145-0.

[3] X. Zhang и J. Pan. Нелинейное надежное управление режимом скольжения для линейных синхронных двигателей PM. 2006 CES/IEEE 5-я Международная конференция по электронике и управлению движением, Шанхай, 2006, стр. 1-5.

Расширенные возможности

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

.
Представлен в R2020a