PMSM (Single-Phase)

Однофазный синхронный двигатель с постоянными магнитами

Библиотека:
Simscape/Электрический/Электромеханический/Постоянный магнит

Описание

Этот PMSM (Single-Phase) представляет однофазный синхронный двигатель с постоянными магнитами (PMSM), тип двигателя постоянного тока, который полезен для автоматизации.

Рисунок показывает топологию однофазного привода PMSM.

Рисунок показывает конструкцию мотора с одной парой полюсов на роторе. Однофазные PMSM не запускаются самостоятельно, если воздушная погрешность не асимметрична.

Рисунок показывает эквивалентную схему для блока PMSM (Single-Phase).

Уравнения

Уравнения напряжения двигателя

$v_{s} = R i + L \frac{d i}{d t} + e$

$v_{s} = V_{m} sin (ω_{s} t + ε),$

где:

_vs - напряжение питания.
i - ток мгновенного двигателя.
R - сопротивление обмоток.
L - самоиндуктивность обмоток.
e является противоэлектродвижущей силой (BEMF).
_ɷs - угловая частота напряжения питания.
ε - угол напряжения питания.

Противоэлектро-движущая сила (BEMF)

$e = k_{e} ω_{e} sin (θ_{e}),$

где:

_ɷe - электрическая скорость вращения ротора.
_θe - электрический угол ротора.
_ke является константой BEMF.

Из-за больших низкопроницаемых зазоров между статором и ротором насыщением можно пренебречь. Поэтому уравнения электрического крутящего момента

$T_{e} = i ψ_{m} sin (θ_{e})$

$ψ_{m} = \frac{k_{e}}{p},$

где:

_Te - электрический крутящий момент.
_ψm - редактирование потока постоянных магнитов.
p - количество пар полюсов.

Механическое уравнение

$J_{m} \frac{d ω_{r}}{d t} = T_{e} - T_{L} - B_{m} ω_{r},$

где:

_Jm - инерция ротора.
_TL - крутящая нагрузка.
_Bm - коэффициент трения.
_ɷr - механическая скорость вращения ротора.

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.

Ограничения и допущения

Воздушный зазор машины свободен от эффектов saliency.
Ток статора оказывает незначительный эффект на распределение потока при нормальных рабочих условиях.
Гистерезисом, эффектами насыщения и токами Фуко пренебрегают.

Порты

Сохранение

расширить все

`R` - Ротор машины
механический вращательный

Механический вращательный порт сопоставлен с ротором машины.

`C` - Корпус машины
механический вращательный

Механический вращательный порт сопоставлен с корпусом машины.

`+` - Отрицательный
электрический

Электрический порт сопоставлен с положительным выводом питания.

`-` - Положительный
электрический

Электрический порт сопоставлен с отрицательным выводом питания.

Параметры

расширить все

Главный

`Number of pole pairs` - Пары полюсов ротора
`2` (по умолчанию) | положительное целое число

Количество пар полюсов постоянных магнитов на роторе.

`Permanent magnet flux linkage parameterization` - Метод параметризации
`Specify flux linkage` (по умолчанию) | `Specify back EMF constant`

Метод параметризации статора.

Зависимости

Выбор Specify flux linkage отображает параметр Permanent magnet flux linkage.

Выбор Specify back EMF constant отображает параметр Back EMF constant.

`Permanent magnet flux linkage` - Потокосцепление
`0.2` `Wb` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Пиковый поток постоянных магнитов редактирования.

Зависимости

Выбор Specify flux linkage для параметра Permanent magnet flux linkage parameterization отображает параметр Permanent magnet flux linkage.

`Back EMF constant` - Постоянная противоэлектродвижущей силы
`0.4` `V/(rad/s)` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Противоэлектродвижущая сила константа.

Зависимости

Выбор Specify back EMF constant для параметра Permanent magnet flux linkage parameterization отображает параметр Back EMF constant.

`Inductance of stator coil` - Индуктивность
`1.15` `H` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Индуктивность прямой оси.

`Resistance of stator coil` - Сопротивление
`150` `Ohm` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Сопротивление каждой из обмоток статора.

`Rotor position at standstill due to asymmetric airgap` - Угловое положение ротора при остановке
`45` `deg` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в интервале [0, 360] град

Угловое положение ротора в тупике из-за асимметричного воздушного зазора.

Механический

`Rotor inertia` - Момент инерции ротора
`1e-6` `kg*m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Инерция ротора, прикрепленного к механическому переводному порту R.

`Rotor damping` - Демпфирование ротора
`0` `N*m/(rad/s)` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Демпфирование ротора.

Ссылки

[1] Эртугрул, Н. и К. Дудл. Динамический анализ синхронного двигателя с однофазным линейным запуском с постоянными магнитами. Материалы Международной конференции по степени, приводам и энергетическим системам для промышленного роста. Том 1, 1996, стр. 603-609.

Документация

PMSM (Single-Phase)

Описание

Уравнения

Переменные

Ограничения и допущения

Порты

Сохранение

`R` - Ротор машины
механический вращательный

`C` - Корпус машины
механический вращательный

`+` - Отрицательный
электрический

`-` - Положительный
электрический

Параметры

Главный

`Number of pole pairs` - Пары полюсов ротора
`2` (по умолчанию) | положительное целое число

`Permanent magnet flux linkage parameterization` - Метод параметризации
`Specify flux linkage` (по умолчанию) | `Specify back EMF constant`

Зависимости

`Permanent magnet flux linkage` - Потокосцепление
`0.2` `Wb` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

`Back EMF constant` - Постоянная противоэлектродвижущей силы
`0.4` `V/(rad/s)` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

`Inductance of stator coil` - Индуктивность
`1.15` `H` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Resistance of stator coil` - Сопротивление
`150` `Ohm` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Rotor position at standstill due to asymmetric airgap` - Угловое положение ротора при остановке
`45` `deg` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в интервале [0, 360] град

Механический

`Rotor inertia` - Момент инерции ротора
`1e-6` `kg*m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Rotor damping` - Демпфирование ротора
`0` `N*m/(rad/s)` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Ссылки

Расширенные возможности

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

См. также

Simscape Electrical документация

Поддержка

Документация

PMSM (Single-Phase)

Описание

Уравнения

Переменные

Ограничения и допущения

Порты

Сохранение

R - Ротор машины механический вращательный

C - Корпус машины механический вращательный

+ - Отрицательный электрический

- - Положительный электрический

Параметры

Главный

Number of pole pairs - Пары полюсов ротора 2 (по умолчанию) | положительное целое число

Permanent magnet flux linkage parameterization - Метод параметризации Specify flux linkage (по умолчанию) | Specify back EMF constant

Зависимости

Permanent magnet flux linkage - Потокосцепление 0.2 Wb (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Back EMF constant - Постоянная противоэлектродвижущей силы 0.4 V/(rad/s) (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Inductance of stator coil - Индуктивность 1.15 H (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Resistance of stator coil - Сопротивление 150 Ohm (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Rotor position at standstill due to asymmetric airgap - Угловое положение ротора при остановке 45 deg (по умолчанию) | положительная скалярная величина в интервале [0, 360] град

Механический

Rotor inertia - Момент инерции ротора 1e-6 kg*m^2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Rotor damping - Демпфирование ротора 0 N*m/(rad/s) (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Ссылки

Расширенные возможности

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

См. также

Simscape Electrical документация

Поддержка

`R` - Ротор машины
механический вращательный

`C` - Корпус машины
механический вращательный

`+` - Отрицательный
электрический

`-` - Положительный
электрический

`Number of pole pairs` - Пары полюсов ротора
`2` (по умолчанию) | положительное целое число

`Permanent magnet flux linkage parameterization` - Метод параметризации
`Specify flux linkage` (по умолчанию) | `Specify back EMF constant`

`Permanent magnet flux linkage` - Потокосцепление
`0.2` `Wb` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Back EMF constant` - Постоянная противоэлектродвижущей силы
`0.4` `V/(rad/s)` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Inductance of stator coil` - Индуктивность
`1.15` `H` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Resistance of stator coil` - Сопротивление
`150` `Ohm` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Rotor position at standstill due to asymmetric airgap` - Угловое положение ротора при остановке
`45` `deg` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в интервале [0, 360] град

`Rotor inertia` - Момент инерции ротора
`1e-6` `kg*m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Rotor damping` - Демпфирование ротора
`0` `N*m/(rad/s)` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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