PMLSM

Линейный синхронный двигатель с постоянными магнитами с синусоидальным распределением потока

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

  • PMLSM block

Описание

Блок PMLSM моделирует линейный синхронный двигатель с постоянными магнитами с трехфазным статором с соединением обмоток в «звезду». Рисунок показывает эквивалентную электрическую схему для обмоток статора.

Можно также смоделировать линейный синхронный двигатель с постоянными магнитами в строение с дельта-обмоткой путем установки Winding type на Delta-wound.

Моторная Конструкция

Этот рисунок показывает конструкцию мотора.

Уравнения

Напряжения на обмотках статора определяются:

[vavbvc]=[Rs000Rs000Rs][iaibic]+[dψadtdψbdtdψcdt],

где:

  • va, vb и vc являются отдельными фазными напряжениями на обмотках статора.

  • Rs - эквивалентное сопротивление каждой обмотки статора.

  • ia, ib и ic являются токами, текущими в обмотках статора.

  • dψadt,dψbdt, и dψcdt - скорости изменения магнитного потока в каждой обмотке статора.

Постоянные магниты и три обмотки способствуют общему потоку, связывающему каждую обмотку. Общий поток определяется:

[ψaψbψc]=[LaaLabLacLbaLbbLbcLcaLcbLcc][iaibic]+[ψamψbmψcm],

где:

  • ψa, ψb и ψc являются суммарными потоками, связывающими каждую обмотку статора.

  • Laa, Lbb и Lcc являются самоиндуктивностями обмоток статора.

  • Lab, Lac, Lba, Lbc, Lca, и Lcb являются взаимной индуктивностью обмоток статора.

  • ψam, ψbm и ψcm являются потоками постоянных магнитов, связывающими обмотки статора.

Индуктивность в обмотках статора является функцией электрического угла и определяется:

θe=Npx+rotoroffset,

Laa=Ls+Lmcos(2θe),

Lbb=Ls+Lmcos(2(θe2π/3)),

Lcc=Ls+Lmcos(2(θe+2π/3)),

Lab=Lba=MsLmcos(2(θe+π/6)),

Lbc=Lcb=MsLmcos(2(θe+π/62π/3)),

и

Lca=Lac=MsLmcos(2(θe+π/6+2π/3)),

где:

  • θe - электрический угол.

  • rotor offset 0 если вы задаете электрический угол ротора относительно оси D, или -pi/2 если вы задаете электрический угол ротора относительно оси q.

  • Np=πτ и τ является полярным тангажом.

  • x - расстояние.

  • Ls является самоиндуктивностью статора на фазу. Это значение является средней индуктивностью каждой из обмоток статора.

  • Lm - индуктивность статора. Это значение является колебанием самоиндуктивности и взаимной индуктивности с изменением угла.

  • Ms является взаимной индуктивностью статора. Это значение является средней взаимной индуктивностью между обмотками статора.

a обмотки потокосцепления с постоянными магнитами является максимальным, когда θe = 0 ° и нули θe = 90 °. Поэтому связанный поток мотора определяется:

[ψamψbmψcm]=[ψmcosθeψmcos(θe2π/3)ψmcos(θe+2π/3)]

где ψm - редактирование потока постоянных магнитов.

Упрощенные электрические уравнения

Применение преобразования Парка к электрическим уравнениям создает выражение для силы, которая не зависит от угла.

Преобразование Парка определяется:

P=2/3[cosθecos(θe2π/3)cos(θe+2π/3)sinθesin(θe2π/3)sin(θe+2π/3)0.50.50.5]

где θe - электрический угол, заданный как Npx.

Использование преобразования Парка на напряжениях и токах обмотки статора преобразует их в систему координат dq0, которая не зависит от угла:

[vdvqv0]=P[vavbvc]

и

[idiqi0]=P[iaibic].

Применение преобразования Парка к первым двум электрическим уравнениям приводит к следующим уравнениям, которые определяют поведение блоков:

vd=Rsid+LddiddtNpviqLq,

vq=Rsiq+Lqdiqdt+Npv(idLd+ψm),

v0=Rsi0+L0di0dt,

и

F=32Np(iq(idLd+ψm)idiqLq),

Mdvdt=FFLBmv,


где:

  • Ld = Ls + Ms + 3/2 <reservedrangesplaceholder2>. Ld - индуктивность d оси статора.

  • Lq = Ls + <reservedrangesplaceholder3> − 3/2 <reservedrangesplaceholder2>. Lq - индуктивность q оси статора.

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

  • Rs - сопротивление статора на фазу.

  • v - линейная скорость.

  • Np - коэффициент полярного тангажа.

  • M - масса движителя.

  • Bm - демпфирование.

  • FL - сила нагрузки.

Блок PMLSM использует исходную, неортогональную реализацию преобразования Park. Если вы пытаетесь применить альтернативную реализацию, вы получаете различные результаты для напряжения dq0 и токов.

Отношение между постоянными kf силы, постоянными ke заднего ЭДС и потоком постоянных магнитов определяется следующим образом:

ke=kf=Npψm.

Переменные

Используйте настройки Variables, чтобы задать приоритет и начальные целевые значения для основных переменных перед симуляцией. Для получения дополнительной информации смотрите Задать приоритет и Начальный целевой объект для основных переменных.

Порты

Сохранение

расширить все

Расширяемый трехфазный порт.

Электрический порт сопоставлен с нейтральной фазой.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Winding Type равным Wye-wound и Zero sequence к Include.

Порт механической передачи, сопоставленный с двигателем мотора.

Порт механической передачи, связанная с корпусом мотора.

Параметры

расширить все

Главный

Строение обмоток:

  • Wye-wound - Обмотки - рана Уая.

  • Delta-wound - Обмотки размотаны. a -фаза соединяется 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 - Ld, Lq и PM значения являются постоянными и определяются их соответствующими параметрами.

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

    Ld=f1(id,iq)

    Ld=f2(id,iq)

    λPM=f2(id,iq)

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Stator parameterization равным Specify Ld, Lq, and L0.

Полярный тангаж.

Редактирование с постоянными магнитами, заданное как Specify flux linkage, Specify force constant, или Specify back EMF constant.

Пик потока постоянных магнитов, редактирования с любой из обмоток статора.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Permanent magnet flux linkage parameterization равным Specify flux linkage и Modeling fidelity к Constant Ld, Lq and PM.

Сила константа для любой из обмоток статора.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Permanent magnet flux linkage parameterization равным Specify force constant и Modeling fidelity к Constant Ld, Lq and PM.

Коэффициент противо-ЭДС, постоянная для любой из обмоток статора.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Permanent magnet flux linkage parameterization равным Specify back EMF constant и Modeling fidelity к Constant Ld, Lq and PM.

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

d- составляющая индукции.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Stator parameterization равным Specify Ld, Lq, and L0 и Modeling fidelity к Constant Ld, Lq and PM.

q- составляющая индукции.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Stator parameterization равным Specify Ld, Lq, and L0 и Modeling fidelity к Constant Ld, Lq and PM.

Индуктивность нулевой последовательности.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, либо:

  • Установите Winding Type значение Wye-wound, Zero sequence к Include, и Stator parameterization к Specify Ld, Lq, and L0.

  • Установите Winding Type значение Delta-wound и Stator parameterization к Specify Ld, Lq, and L0.

Вектор тока прямой оси, iD.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Stator parameterization равным Specify Ld, Lq, and L0 и Modeling fidelity к Tabulated Ld, Lq and PM.

Вектор тока с квадратурной осью, iQ.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Stator parameterization равным Specify Ld, Lq, and L0 и Modeling fidelity к Tabulated Ld, Lq and PM.

Матрица Ld.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Stator parameterization равным Specify Ld, Lq, and L0 и Modeling fidelity к Tabulated Ld, Lq and PM.

Матрица Lq.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Stator parameterization равным Specify Ld, Lq, and L0 и Modeling fidelity к Tabulated Ld, Lq and PM.

Поток постоянных магнитов редактирования.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите:

  • Stator parameterization с Specify Ld, Lq, and L0

  • Modeling fidelity с Tabulated Ld, Lq and PM

  • Permanent magnet flux linkage parameterization с Specify flux linkage

Матрица постоянных сил.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите:

  • Stator parameterization с Specify Ld, Lq, and L0

  • Modeling fidelity с Tabulated Ld, Lq and PM

  • Permanent magnet flux linkage parameterization с Specify force constant

Коэффициент противо-ЭДС, постоянная матрица.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите:

  • Stator parameterization с Specify Ld, Lq, and L0

  • Modeling fidelity с Tabulated Ld, Lq and PM

  • Permanent magnet flux linkage parameterization с Specify back EMF constant

Средняя индуктивность каждой из пяти обмоток статора.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Stator parameterization равным Specify Ls, Lm, and Ms.

Колебания самоиндуктивности и взаимной индуктивности обмоток статора с углом.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Stator parameterization равным Specify Ls, Lm, and Ms.

Средняя взаимная индуктивность между обмотками статора.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Stator parameterization равным Specify Ls, Lm, and Ms.

Сопротивление каждой из обмоток статора.

Опция включения или исключения членов нулевой последовательности.

  • Include - Включите условия нулевой последовательности. Чтобы расставить приоритеты для точности модели, используйте эту настройку по умолчанию. Использование этой опции:

  • Exclude - Исключить условия нулевой последовательности. Чтобы определить приоритеты скорости симуляции для симуляции рабочего стола или развертывания приложений, выберите эту опцию.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Winding Type равным Wye-wound.

Контрольная точка для измерения угла. Значение по умолчанию Angle between the a-phase magnetic axis and the d-axis. Это определение показано на рисунке Конструкции. Когда вы выбираете это значение, потоки движения и a-фазы выравниваются, когда угол движения равен нулю.

Другое значение, которое можно выбрать для этого параметра Angle between the a-phase magnetic axis and the q-axis. Когда вы выбираете это значение, ток a-фазы генерирует максимальную силу, когда угол движения равен нулю.

Механический

Масса движителя мотора.

Линейное демпфирование.

Ссылки

[1] Кундур, П. Устойчивость системы Степени и Управление. Нью-Йорк, Нью-Йорк: McGraw Hill, 1993.

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

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

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

.
Введенный в R2020a
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте