exponenta event banner

Устройство оценки крутящего момента PMSM

Оценка крутящего момента синхронной машины с постоянным магнитом

  • Библиотека:
  • Simscape / Электрический / Контроль / Контроль PMSM

  • PMSM Torque Estimator block

Описание

Блок оценки крутящего момента PMSM реализует устройство оценки крутящего момента для синхронных машин с постоянными магнитами (PMSM).

Этот блок используется для оценки механического крутящего момента двигателя, когда он не поддается непосредственному измерению. Блок оценивает крутящий момент, используя известные параметры машины и измеренный вектор фазового тока в опорном кадре dq0.

Блок «Преобразование парков» используется для преобразования измеренного вектора фазового тока в опорном кадре abc в опорный кадр dq0.

Уравнения

Блок оценивает механический крутящий момент Te PMSM, используя уравнение крутящего момента в опорной системе d-q ротора:

Te = 3p2 (/miq + (Ld Lq) идиq),

где

  • p - число пар полюсов PMSM.

  • λ m - флюсовая связь постоянного магнита.

  • Ld и Lq являются индуктивностями d- и q-осей PMSM.

  • id и iq - токи d- и q-оси PMSM.

На практике параметры машины не являются постоянными и зависят от некоторых физических явлений. Эти параметры можно определить просто как константы или, что более реалистично, как функции токов с помощью таблиц подстановки.

Предположения

Параметры машины известны.

Порты

Вход

развернуть все

Статорные прямые и квадратурные токи PMSM, в А.

Типы данных: single | double

Продукция

развернуть все

Расчетное значение механического крутящего момента PMSM, в Н * м.

Типы данных: single | double

Параметры

развернуть все

Укажите тип параметров машины, которые могут быть в виде постоянных значений или табличных данных.

Количество пар полюсов постоянных магнитов на роторе.

Вектор тока прямой оси, используемый в таблицах поиска для определения параметров.

Вектор тока квадратурной оси, используемый в таблицах поиска для определения параметров.

Матрица Ld, используемая в качестве данных таблицы поиска.

Матрица Lq, используемая в качестве данных таблицы поиска.

Матрица связи постоянного магнитного потока, используемая в справочной таблице.

Индуктивность по прямой оси.

Квадратурная индуктивность.

Пиковая связь постоянного магнитного потока.

Время выборки для блока (-1 для унаследованного). Если этот блок используется внутри запускаемой подсистемы, установите время выборки равным -1. Если этот блок используется в модели непрерывного шага переменной, задайте время выборки явным образом.

Примеры модели

Electric Engine Dyno

Династия электрических двигателей

Образец испытания на динамометрическом стенде электромобиля. Испытательная среда содержит асинхронную машину (ASM) и внутреннюю синхронную машину с постоянными магнитами (IPMSM), подключенную к обратной связи через механический вал. Обе машины питаются высоковольтными батареями через управляемые трехфазные преобразователи. ASM мощностью 164 кВт создает крутящий момент нагрузки. IPMSM мощностью 35 кВт является тестируемой электрической машиной. Управляющая тестовая машина (IPMSM) управляет крутящим моментом IPMSM. Контроллер включает в себя многоскоростную структуру управления на основе PI. Скорость регулирования крутящего момента разомкнутого контура ниже, чем скорость регулирования тока замкнутого контура. Планирование задач для контроллера реализуется как конечный автомат Stateflow ®. Подсистема Control Load Machine (ASM) использует одну скорость для управления скоростью ASM. Подсистема визуализации содержит области, которые позволяют просматривать результаты моделирования.

Energy Balance in a 48V Starter
                Generator

Энергетический баланс в генераторе стартера 48V

Внутренняя синхронная машина с постоянными магнитами (IPMSM), используемая в качестве стартера/генератора в упрощенной 48V автомобильной системе. Система содержит 48V электрическую сеть и 12V электрическую сеть. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) представлен базовыми механическими блоками. IPMSM работает как двигатель до тех пор, пока ДВС не достигнет холостого хода, а затем работает как генератор. IPMSM подает питание в 48V сеть, которая содержит R3 потребителя питания. Сеть 48V обеспечивает электропитанием сеть 12V, которая имеет двух потребителей: R1 и R2. Общее время моделирования (t) составляет 0,5 секунды. При t = 0,05 секунд включается ДВС. При t = 0,1 секунды включается R3. При t = 0,3 секунды R2 включается и увеличивает нагрузку на 12V электрическую сеть. Подсистема EM Controller включает в себя многоскоростную структуру каскадного управления на основе PI, которая имеет внешний контур управления напряжением и два внутренних контура управления током. Планирование задач в подсистеме управления реализуется как конечный автомат Stateflow ®. Подсистема контроллера DCDC реализует простой PI-контроллер для преобразователя DC-DC Buck, который питает 12V сеть. Подсистема «Области» содержит области, которые позволяют просматривать результаты моделирования.

IPMSM Torque Control in a Parallel
                HEV

Управление крутящим моментом IPMSM в параллельном HEV

Упрощенный параллельный гибридный электромобиль (HEV). Внутренняя синхронная машина с постоянными магнитами (IPMSM) и двигатель внутреннего сгорания (ДВС) обеспечивают движение транспортного средства. IPMSM работает как в моторном режиме, так и в режиме генерации. Трансмиссия и дифференциал транспортного средства реализованы с использованием модели редуктора с фиксированным передаточным числом. Подсистема контроллера транспортного средства преобразует входные данные водителя в команды крутящего момента. Стратегия управления транспортным средством реализуется как конечный автомат Stateflow ®. Подсистема контроллера ДВС управляет крутящим моментом двигателя внутреннего сгорания. Подсистема контроллера привода управляет крутящим моментом IPMSM. Подсистема «Области» содержит области, которые позволяют просматривать результаты моделирования.

IPMSM Torque Control in a Series
                HEV

Управление крутящим моментом IPMSM в серии HEV

Внутренняя синхронная машина с постоянными магнитами (IPMSM), приводящая в движение гибридный электромобиль (HEV) упрощенной серии. Идеальный преобразователь DCDC, подключенный к высоковольтной батарее, питает IPMSM через управляемый трёхфазный преобразователь. Генератор с двигателем внутреннего сгорания заряжает высоковольтную батарею. Трансмиссия и дифференциал транспортного средства реализованы с использованием модели редуктора с фиксированным передаточным числом. Подсистема контроллера транспортного средства преобразует входные данные водителя в соответствующие команды для IPMSM и генератора. Подсистема контроллера привода управляет крутящим моментом IPMSM. Контроллер включает в себя многоскоростную структуру управления на основе PI. Скорость регулирования крутящего момента разомкнутого контура ниже, чем скорость регулирования тока замкнутого контура. Планирование задач для контроллера реализуется как конечный автомат Stateflow ®. Подсистема «Области» содержит области, которые позволяют просматривать результаты моделирования.

IPMSM Torque
                Control in a Series-Parallel HEV

Управление крутящим моментом IPMSM в последовательном параллельном HEV

Упрощенный последовательно-параллельный гибридный электромобиль (HEV). Внутренняя синхронная машина с постоянными магнитами (IPMSM) и двигатель внутреннего сгорания (ДВС) обеспечивают движение транспортного средства. Двигатель внутреннего сгорания также использует электрический генератор для подзарядки высоковольтной батареи во время вождения. Трансмиссия и дифференциал транспортного средства реализованы с использованием модели редуктора с фиксированным передаточным числом. Подсистема контроллера транспортного средства преобразует входные данные водителя в команды крутящего момента. Стратегия управления транспортным средством реализуется как конечный автомат Stateflow ®. Подсистема контроллера ДВС управляет крутящим моментом двигателя внутреннего сгорания. Контроллер генератора управляет крутящим моментом электрогенератора. Подсистема контроллера привода управляет крутящим моментом IPMSM. Подсистема «Области» содержит области, которые позволяют просматривать результаты моделирования.

IPMSM Torque Control in an
                Axle-Drive HEV

Управление крутящим моментом IPMSM в HEV привода оси

Внутренняя синхронная машина с постоянными магнитами (IPMSM), приводящая в движение электромобиль с упрощенным приводом на ось. Высоковольтная батарея питает IPMSM через управляемый трехфазный преобразователь. IPMSM работает как в моторном режиме, так и в режиме генерации. Трансмиссия и дифференциал транспортного средства реализованы с использованием модели редуктора с фиксированным передаточным числом. Подсистема контроллера транспортного средства преобразует входные данные водителя в соответствующую команду крутящего момента. Подсистема контроллера привода управляет крутящим моментом IPMSM. Контроллер включает в себя многоскоростную структуру управления на основе PI. Скорость регулирования крутящего момента разомкнутого контура ниже, чем скорость регулирования тока замкнутого контура. Планирование задач для контроллера реализуется как конечный автомат Stateflow ®. Подсистема «Области» содержит области, которые позволяют просматривать результаты моделирования.

Расширенные возможности

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

.
Представлен в R2017b