Rotating Air Gap
Воздушный зазор между зубом статора и вращающий ротор постоянного магнита
- Библиотека:
Simscape / Электрический / Электромеханический
Описание
Блок Rotating Air Gap моделирует воздушный зазор между зубом статора и вращающимся ротором постоянного магнита. Этот блок принимает, что магниты ротора являются смонтированной поверхностью и что связанное вызванное напряжение является синусоидальным.
Если угол ротора является нулем, заданным переменной Rotor angle во вкладке Variables, то магнит ротора отлично выравнивается с серединой первого зуба статора. Постоянный магнит затем ориентируется, чтобы выступить против потока, текут из порта N к порту S.
Используйте этот блок, чтобы создать магнитное представление постоянного магнита синхронного двигателя (PMSM). Например, если вы хотите смоделировать двигатель с девятью полюсами статора, создать девять копий этого блока и установить каждый из параметров Stator tooth reference index к 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, и 9, соответственно.
Уравнения
Этот рисунок показывает эквивалентную схему для воздушного зазора и смежного постоянного магнита
где:
ϕg является магнитным потоком, который течет из внешней магнитной схемы к порту N.
Rg является нежеланием воздушного зазора.
mmf является магнитодвижущей силой через вращающийся компонент воздушного зазора.
Rm является нежеланием постоянного магнита.
ϕr является магнитным потоком, сгенерированным постоянными магнитами ротора в угловой области значений, за которой подухаживает зуб статора.
Это уравнение задает отношение между ϕg, mmf и ϕr:
Если коэффициент противо-ЭДС является синусоидальным, плотность потока ротора постоянного магнита задана этим уравнением
где:
N является Number of rotor pole pairs.
θr является углом ротора.
θs является углом статора.
B0 является Peak magnet flux density в Tesla.
Затем чтобы получить потокосцепление постоянного магнита, объединяйтесь по углу статора, за которым подухаживает зуб статора
где:
r является Rotor radius.
l является Tooth depth (in direction of shaft).
Для идеального PMSM θtooth должен быть равен 2π/Ns, где Ns является значением параметра Number of stator teeth. Затем уравнение потока, который течет через эквивалентную схему, получено путем решения интеграла:
Чтобы получить крутящий момент, сгенерированный через воздушный зазор, сначала вычислите полную энергию, сохраненную компонентом:
Затем чтобы получить крутящий момент, дифференцируйтесь относительно угла ротора:
Наконец, вычислите Rg и Rm в терминах геометрии:
где:
μ0 является проницаемостью свободного пространства.
μr является относительной проницаемостью постоянного магнита.
g является Air gap.
lm является магнитной длиной.
Переменные
Используйте раздел Variables интерфейса блока, чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для переменных в блоках до симуляции. Для получения дополнительной информации смотрите Приоритет Набора и Начальную Цель для Переменных в блоках.
