Shunt Motor

Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением с электрическими и крутящими характеристиками

Библиотека:
Simscape/Электрический/Электромеханический/Коллекторные двигатели

Описание

Блок Shunt Motor представляет электрические и крутящие характеристики двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением, используя следующую модель эквивалентной схемы.

Когда вы устанавливаете параметр Model parameterization равным By equivalent circuit parameters, вы задаете эквивалентные параметры схемы для этой модели:

_Ра - Armature resistance
_Ла - Armature inductance
_Rf - Field winding resistance
_Lf - Field winding inductance

Блок Shunt Motor вычисляет крутящий момент двигателя следующим образом:

Магнитное поле в двигателе индуцирует следующий задний ЭДС _vb в якоре:

$v_{b} = L_{a f} i_{f} ω$
где _Laf - константа пропорциональности, и ω - скорость вращения.
Механическая степень равна степени, на которую реагирует коэффициент противо-ЭДС:

$P = v_{b} i_{a} = L_{a f} i_{f} i_{a} ω$
Это крутящий момент двигателя:

$T = P / ω = L_{a f} i_{f} i_{a}$

Характеристика крутящий момент-скорость для модели блока Shunt Motor связана с параметрами на предыдущем рисунке. Когда вы устанавливаете параметр Model parameterization равным By rated power, rated speed & no-load speedблок решает для эквивалентных параметров схемы следующим образом:

Для зависимости крутящий момент и скорость в установившемся режиме L не имеет никакого эффекта.
Суммируйте напряжения вокруг цикла:

$\begin{array}{l} V = i_{a} R_{a} + L_{a f} i_{f} ω \\ V = i_{f} R_{f} \end{array}$
Решить предыдущие уравнения для _ia и _если:

$\begin{array}{l} i_{f} = \frac{V}{R_{f}} \\ i_{a} = \frac{V}{R_{a}} (1 - \frac{L_{a f} w}{R_{f}}) \end{array}$
Замените эти значения _ia и _if в уравнение на крутящий момент:

$T = \frac{L_{a f}}{R_{a} R_{f}} (1 - \frac{L_{a f} ω}{R_{f}}) V^{2}$
Блок использует номинальную скорость и степень, чтобы вычислить номинальный крутящий момент. Блок использует номинальный крутящий момент и значения скорости без нагрузки, чтобы получить одно уравнение, которое относится к _Ra и _Laf/Rf. Он использует скорость без нагрузки при нулевом крутящем моменте, чтобы получить второе уравнение, которое связывает эти две величины. Затем он решает для _Ra и _Laf/Rf.

Блок моделирует инерцию двигателя J и демпфирование B для всех значений параметра Model parameterization. Крутящий момент выхода:

$T_{l o a d} = \frac{L_{a f}}{R_{a} R_{f}} (1 - \frac{L_{a f} ω}{R_{f}}) V^{2} - J \dot{ω} - B ω$

Блок производит положительный крутящий момент, действующий от механических портов C к R.

Тепловые порты

Блок имеет два опциональных тепловых порта, по одному на обмотку, скрытых по умолчанию. Чтобы открыть тепловые порты, щелкните правой кнопкой мыши блок в модели, а затем из контекстного меню выберите Simscape > Block choices > Show thermal port. Это действие отображает тепловые порты на значке блока и отображает параметры Temperature Dependence и Thermal Port. Эти параметры описаны далее на этой странице с описанием.

Используйте тепловые порты, чтобы симулировать эффекты потерь сопротивления меди, которые преобразуют электрические степени в тепло. Для получения дополнительной информации об использовании тепловых портов в блоках привода, смотрите Симуляция термальных эффектов во Вращательном и Поступательном приводах.

Порты

Сохранение

расширить все

`+` - Положительный терминал
электрический

Электрический порт сопоставлен с положительным контактом двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением.

`-` - Отрицательный терминал
электрический

Электрический порт сопоставлен с двигателем постоянного тока с параллельным возбуждением отрицательным выводом.

`C` - Корпус мотора
механический

Механический вращательный порт сопоставлен с двигателем постоянного тока с параллельным возбуждением корпусом.

`R` - Ротор мотора
механический

Механический вращательный порт сопоставлен с двигателем постоянного тока с параллельным возбуждением ротором.

`Hf` - Тепловой порт обмотки возбуждения
тепловой

Тепловой порт обмотки возбуждения. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Тепловые порты»

`Ha` - Тепловой порт обмотки якоря
тепловой

Тепловой порт обмотки якоря. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Тепловые порты»

Параметры

расширить все

Электрический крутящий момент

`Model parameterization` - Параметризация блоков
`By equivalent circuit parameters` (по умолчанию) | `By rated power, rated speed & no-load speed`

Выберите один из следующих методов параметризации блоков:

By equivalent circuit parameters - Предоставить электрические параметры для эквивалентной модели цепи двигателя.
By rated power, rated speed & no-load speed - Обеспечивают параметры степени и скорости, которые блок преобразует в эквивалентную модель схемы двигателя.

`Armature resistance` - Сопротивление якоря
`110` `Ohm` (по умолчанию)

Сопротивление якоря.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы устанавливаете параметр Model parameterization равным By equivalent circuit parameters.

`Field winding resistance` - Сопротивление обмотки возбуждения
`2500` `Ohm` (по умолчанию)

Сопротивление обмотки возбуждения.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы устанавливаете параметр Model parameterization равным By equivalent circuit parameters.

`Back-emf constant` - Коэффициент противо-ЭДС, постоянная
`5.11` `s*V/rad/A` (по умолчанию)

Отношение напряжения, генерируемого двигателем, к скорости мотора.

`Armature inductance` - Индуктивность якоря
`0.1` `H` (по умолчанию)

Индуктивность якоря. Если у вас нет информации об этой индуктивности, установите значение этого параметра в маленькое, ненулевое число. Значение может быть нулем.

`Field winding inductance` - Индуктивность обмотки возбуждения
`0.1` `H` (по умолчанию)

Индуктивность обмотки возбуждения. Если у вас нет информации об этой индуктивности, установите значение этого параметра в маленькое, ненулевое число. Значение может быть нулем.