Симуляция термальных эффектов во вращательных и поступательных приводах
Использование тепловых портов
Все блоки, которые представляют вращательные и поступательные приводы с электрическими обмотками, могут опционально показать тепловой порт для каждой электрической обмотки. Так, например:
Блок двигателя постоянного тока может опционально показать один тепловой порт, относящийся к якорю
Блок Двигатель Постоянного Тока с Параллельным Возбуждением может опционально показать два тепловых порта, один для обмотки статора и один для обмотки возбуждения
Тепловой порт представляет потери сопротивления меди, которые преобразуют электрическую степень в тепло. Эти потери иногда называются i2R потери. Тепловые порты не представляют потерь в железе из-за, например, токов Фуко и гистерезиса.
Тепловые порты по умолчанию скрыты. Чтобы открыть тепловой порт для конкретного образца блока в вашей блок-схеме:
Щелкните правой кнопкой мыши блок, в котором необходимо отобразить тепловой порт.
Выбор Simscape > Block choices > Show thermal port.
Когда тепловой порт доступен, диалоговое окно блока содержит две дополнительные вкладки, Temperature Dependence и Thermal Port. Для блоков привода с одной обмоткой эти вкладки всегда содержат один и тот же набор параметров.
Resistance temperature coefficient - Параметр α в уравнении, определяющем сопротивление как функцию от температуры, как описано в Тепловой модели для блоков привода. Значение по умолчанию для меди и является
0.003931/K.Measurement temperature - Температура, для которой заданы параметры двигателя. Значение по умолчанию
25°C.
Thermal mass - Тепловая масса электрической обмотки, определяемая как энергия, необходимая для повышения температуры на одну степень. Значение по умолчанию
100J/K.Initial temperature - Температура теплового порта в начале симуляции. Значение по умолчанию
25°C.
Для получения дополнительной информации о выборе значений параметров см. «Тепловая модель для блоков привода».
Параметры для блоков привода с двумя обмотками различаются и описаны на аналогичный блок страниц с описанием.
Тепловая модель для блоков привода
Следующий рисунок показывает модель теплового порта, используемую блоками привода. Тепло, выделяемое медными обмотками, обеспечивается как входной порт физического сигнала S блока Ideal Heat Flow Source. Тепловая масса представляет собой кусковую тепловую массу медной обмотки, где тепловая масса определяется как энергия, необходимая для повышения ее температуры на одну степень. Если масса обозначена M а удельная теплоемкость c p, то тепловая масса составляет M· c p.
Сопротивление обмотки принято линейно зависимым от температуры и определяется:
R = R 0 (1 + α (T - T 0)
где:
R - сопротивление при T температуры.
R 0 - это сопротивление в измеренную (или контрольную) температуру T 0.
α - температурный коэффициент сопротивления. Типичное значение для меди 0.00393/K.