Привод вращательного действия, заданный в терминах магнитного потока
Simscape/Электрический/Электромеханический/Мехатронный Приводы
Блок FEM-Parameterized Rotary Actuator реализует модель вращательного привода, заданную в терминах магнитного потока. Используйте этот блок для моделирования пользовательских приводов вращения и двигателей, где магнитный поток зависит и от угла ротора, и от тока. Вы параметризоваете блок, используя данные из стороннего пакета Finite Element Magnetic (FEM).
Блок имеет две опции 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 (<reservedrangesplaceholder0>), уравнения, для которых:
Вторая опция, Define in terms of Phi(i,theta)
, 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 возможность либо непосредственно задать крутящий момент как функцию от тока и угла ротора, используя параметр Torque matrix, T(i,theta), либо блок автоматически вычислить матрицу крутящего момента.
При непосредственном вводе данных электромагнитного крутящего момента можно либо использовать данные, предоставленные магнитным пакетом с конечным элементом (который вы использовали для определения потока), либо вычислить крутящий момент из потока следующим уравнением:
Смотрите Соленоид, параметризованный с помощью модели примера FEM Data, для примера того, как реализовать этот тип интегрирования в MATLAB®.
Кроме того, блок может автоматически вычислить матрицу крутящего момента из информации о потоке, которую вы предоставляете. Чтобы выбрать эту опцию, установите параметр Calculate torque matrix? равным Yes
. Вычисление матрицы крутящего момента происходит при инициализации модели на основе информации о редактировании текущих блоков. Крутящий момент вычисляется путем численного интегрирования скорости изменения редактирования потока относительно угла по току, согласно предыдущему уравнению. Если для параметра Electrical model задано значение Define in terms of Phi(i,theta)
, тогда блок должен сначала оценить Flux partial derivative wrt angle, Phi(i,theta)/dtheta 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 относительно угла ротора должна быть нулем для нулевого тока.
Чтобы смоделировать вращающийся двигатель с повторяющимся шаблоном потока, установите параметр Flux dependence on displacement равным Cyclic
. При выборе этой опции крутящий момент и поток (или крутящий момент и частные производные 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 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 крутящем моменте и потоке. Нет проверки, чтобы убедиться, что матрица крутящего момента соответствует данным о потоке.
При движении блока FEM-Parameterized Rotary Actuator через последовательный индуктор, вам, возможно, потребуется включить параллельную проводимость в компонент индуктора.