Switched Reluctance Motor
Моделируйте динамику коммутируемого реактивного двигателя
Библиотека
Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Электрические Машины
Описание
Блок Switched Resertance Motor (SRM) представляет три наиболее распространенных коммутируемых реактивных 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, составленной из нескольких кривых намагничивания, и на характеристике крутящего момента, вычисленной из кривых намагниченности. Механическая часть представлена моделью пространства состояний, основанной на моменте инерции и коэффициенте вязкого трения.
Для универсальности для блока SRM реализованы две модели: специфические и типовые модели. В конкретной модели SRM характеристика намагниченности двигателя представлена в интерполяционной таблице. Значения получают экспериментальным измерением или вычисляют конечноэлементным анализом. В типовой модели характеристика намагниченности вычисляется с помощью нелинейных функций и легко доступных параметров.
Параметры
Вкладка « параметры»
- Type
Установите значение
6/4(по умолчанию) для задания трехфазного двигателя 6/4.Установите значение
8/6для задания четырехфазного двигателя 8/6.Установите значение
10/8для определения пятифазного двигателя 10/8.Установите значение
6/4 (60 kw preset model),8/6 (75 kw preset model), или10/8 (10 kw preset model)использование предопределенной конкретной модели переключаемого реактивного двигателя. Когда вы используете эти стили, вам не нужно задавать параметры на вкладке Model.- Stator resistance
Сопротивление Rs (A) каждого статора фазы обмоткой. По умолчанию это
0.01.- Inertia
Импульс инерции J (kg.m2). По умолчанию это
0.0082.- Friction
Коэффициент трения B (N.m.s). По умолчанию это
0.01.- Initial speed and position
Начальная скорость вращения w0 (рад/с) и начальное положение ротора Theta0 (рад). По умолчанию это
[0 0].- Sample time (−1 for inherited)
Задает шаг расчета, используемое блоком. Чтобы наследовать шаг расчета, заданное в блоке Powergui, установите этот параметр равным
−1. По умолчанию это−1.
Вкладка Модель: Типовая модель
- Machine model
Выберите
Generic model(по умолчанию) илиSpecific model. Вкладка Model изменяется соответствующим образом.- Unaligned inductance
Индуктивность статора, когда ротор находится в несовмещенном положении Lq (H). По умолчанию это
0.67e-3.- Aligned inductance
Ненасыщенная индуктивность статора, когда ротор находится в совмещенном положении Ld (H). По умолчанию это
23.6e-3.- Saturated aligned inductance
Насыщенная индуктивность статора, когда ротор находится в выровненном положении Ldsat (H). По умолчанию это
0.15e-3.- Maximum current
Максимальный ток статора Im (A). По умолчанию это
450.- Maximum flux linkage
Максимальное редактирование потока По умолчанию это
0.486.- Plot magnetization curves
Если выбран, маска строит графики кривых намагниченности, соответствующих предоставленной интерполяционной таблице. Кривые намагниченности представляют редактирование машины от тока статора с положением ротора как параметр. Значение по умолчанию сброшено.
Вкладка Модель: Конкретная модель
- Machine model
Выберите
Generic model(по умолчанию) илиSpecific model. Вкладка Model изменяется соответствующим образом.- Source
Выберите
Dialogдля определения характеристики намагниченности непосредственно в маске блока. ВыберитеMat file(по умолчанию), чтобы задать характеристику намагниченности из данных в файле. По умолчанию это'srm64_60kw.mat'.- Magnetization characteristic table
Когда параметр Source установлен в
Dialog, введите двумерную интерполяционную таблицу, содержащую редактирование потока как функцию тока статора и положения ротора. По умолчанию это'srm64_60kw.mat'.Когда параметр Source установлен в
MAT-fileвведите имя MAT-файла, содержащего таблицу двумерной интерполяционной таблицы редактирования потока, вектор угла ротора и вектор тока статора. MAT-файл должен содержать эти три имени переменных: FTBL, RotorAngle и StatorCurrents. По умолчанию это'srm64_60kw.mat'.- Rotor angle vector
Положение ротора, для которого задано редактирование потока. Параметр Rotor angle vector видим только, когда параметр Source установлен в
Dialog. По умолчанию это[0 10 20 30 40 45].- Stator current vector
Ток статора Is (A), для которого задано редактирование потока. Параметр stator current vector видим только, когда параметр Source установлен в
Dialog. По умолчанию это[0:25:450].- Plot magnetization curves
Если выбран, маска строит графики кривых намагниченности, соответствующих предоставленной интерполяционной таблице. Кривые намагниченности представляют редактирование машины от тока статора с положением ротора как параметр. Значение по умолчанию сброшено.
Входы и выходы
TLВходной вход блока является крутящим моментом механической нагрузки (в N.m). TL положителен в операции двигателя и отрицателен в операции генератора.
mВыход блока m является вектором, содержащим несколько сигналов. Можно демультиплексировать эти сигналы с помощью блока Bus Selector из Simulink® библиотека.
Сигнал
Определение
Модули
V
Напряжения статора
V
поток
Флюс- редактирование
V.s
Я
Токи статора
A
Те
Электромагнитный крутящий момент
N.m
w
Скорость ротора
рад/с
theta
Положение ротора
рад
Примеры
The power_SwitchedReluctanceMotor пример иллюстрирует симуляцию Переключенного Реактивного Двигателя.
Чтобы развивать положительный крутящий момент, токи в фазах SRM должны быть в положении ротора. Следующий рисунок показывает идеальные формы волны (индуктивность фазы А и ток) в SRM 6/4. Углы включения и выключения относятся к положению ротора, в котором выключатель степени конвертера включен и выключен, соответственно.
Ссылки
[1] T.J.E. Miller, Switched Reservance Motors and Their Control, Clarendon Press, Oxford, 1993.
[2] Р. Кришнан, Привода с переключаемым реактивным двигателем, CRC Press, 2001.
[3] D.A. Torrey, X.M. Niu, E.J. Unkauf, «Analytical modeling of variable-reactance machine magnetisation charactions», IEE Proceedings - Electrical Power Applications, Vol. 142, No1, january 1995, pp. 14-22.
[4] H. Le-Huy, P. Brunelle, «Проект и реализация типовой модели переключаемого реактивного двигателя для Simulink SimPowerSystems», Electrimacs 2005 Conference.