Линейный привод, заданный в терминах магнитного потока
Simscape/Электрический/Электромеханический/Мехатронный Приводы
Блок FEM-Parameterized Linear Actuator реализует модель линейного привода, заданную в терминах магнитного потока. Используйте этот блок для моделирования пользовательских соленоидов и линейных двигателей, где магнитный поток зависит от обоих дистанционных переменных тока. Вы параметризоваете блок, используя данные из стороннего пакета магнитного конечноэлементного метода (FEM).
Примечание
Чтобы использовать этот блок для представления соленоида с воздушным зазором x между корпусом C и плунжерным R, тогда сведенная в таблицу сила должна быть отрицательной, чтобы представлять тяговую силу, приводящую R к C.
Блок имеет две опции электрического уравнения. Первый, Define in terms of dPhi(i,x)/dx and dPhi(i,x)/di, определяет ток с точки зрения частных производных магнитного потока (Φ) относительно расстояния (<reservedrangesplaceholder1>) и ток (<reservedrangesplaceholder0>), уравнения, для которых:
Вторая опция, Define in terms of Phi(i,x), определяет напряжение на компоненте непосредственно в терминах потока, уравнение для которого:
Численно, определение электрического уравнения с точки зрения частных производных потока лучше, потому что обратный ЭДС кусочно непрерывен. При непосредственном использовании потока использование более мелкого размера сетки для тока и положения улучшит результаты, так же как и выбор кубической или сплайн интерполяции.
В обоих случаях у вас есть опция, чтобы либо непосредственно задать силу как функцию тока и положения, используя параметр Force matrix, F(i,x), либо чтобы блок автоматически вычислял матрицу силы.
При непосредственном вводе данных электромагнитной силы можно либо использовать данные, предоставленные магнитным пакетом с конечным элементом (который вы использовали для определения потока), либо вычислить силу из потока следующим уравнением:
Для примера, который показывает, как реализовать этот тип интегрирования в MATLAB®, см. Соленоид, параметризированный данными КЭМ. Связанный файл ee_solenoid_fem_params.m содержит код, который вычисляет и строит графики данных потока.
Кроме того, блок может автоматически вычислить матрицу сил из информации о потоке, которую вы предоставляете. Чтобы выбрать эту опцию, установите параметр Calculate force matrix? равным Yes. Вычисление матрицы сил происходит при инициализации модели на основе информации о редактировании текущих блоков. Сила вычисляется путем численного интегрирования скорости изменения редактирования потока относительно положения по току, согласно предыдущему уравнению. Если для параметра Electrical model задано значение Define in terms of Phi(i,x), тогда блок должен сначала оценить Flux partial derivative wrt displacement, dPhi(i,x)/dx значения параметров из данных редактирований потока. При этом блок использует метод интерполяции, заданный параметром Interpolation method. Как правило, Smooth опция наиболее точна, но Linear опция наиболее устойчива.
Вы можете задать и его частные производные для просто положительных, или положительных и отрицательных токов. Определяя для просто положительного тока, тогда блок предполагает что Φ (-i, x) =-Φ (i, x). Поэтому, если вектор тока положителен только:
Первое текущее значение должен быть нулем.
Поток, соответствующий нулевому току, должен быть нулем.
Частная производная потока по отношению к перемещению должна быть нулем для нулевого тока.
Чтобы смоделировать линейный двигатель с повторяющимся шаблоном потока, установите параметр Flux dependence on displacement равным Cyclic. При выборе этой опции сила и поток (или производные сил и потоков в зависимости от выбранной опции) должны иметь идентичные первый и последний столбцы.
Примечание
Приведенное в действие направление движения этого блока может быть изменено путем поворота блока и замены соединений R и C.
Блок имеет дополнительный тепловой порт, скрытый по умолчанию. Чтобы открыть тепловой порт, щелкните правой кнопкой мыши блок в модели, а затем из контекстного меню выберите Simscape > Block choices > Show thermal port. Это действие отображает тепловой порт, H на значке блока, и отображает параметры Temperature Dependence и Thermal Port.
Используйте тепловой порт, чтобы симулировать эффекты потерь сопротивления меди, которые преобразуют электрическую степень в тепло. Для получения дополнительной информации об использовании тепловых портов и о параметрах Temperature Dependence и Thermal Port, смотрите Симуляция Термальных эффектов в Вращательных и Поступательных Приводах.
Вы должны предоставить последовательный набор данных о силе и потоке. Нет проверки, которая бы гарантировала, что матрица силы согласована с данными потока.
При движении блока FEM-Parameterized Linear Actuator через последовательный индуктор, вам, возможно, потребуется включить параллельную проводимость в компонент индуктора.
