Mapped Motor

Сопоставленная электроника двигателя и диска, действующая в режиме управления крутящего момента

Библиотека:
Powertrain Blockset / Движение / Электродвигатели и Инверторы
Vehicle Dynamics Blockset / Трансмиссия / Движение

Описание

Блок Mapped Motor реализует сопоставленную электронику двигателя и диска, действующую в режиме управления крутящего момента. Выходной крутящий момент отслеживает спрос на ссылку крутящего момента и включает моторный ответ и постоянное время отклика диска. Используйте блок для быстрых симуляций уровня системы, когда вы не будете знать подробные параметры двигателя, например, для моторных исследований компромисса мощности и крутящего момента. Блок принимает, что колебания скорости из-за механической загрузки не влияют на отслеживание крутящего момента двигателя.

Можно задать:

Конфигурация порта — Входной крутящий момент или скорость.
Электрическая область значений крутящего момента — конверт скорости Крутящего момента или максимальная моторная мощность и крутящий момент.
Электрическая потеря — Одна рабочая точка, измеренный КПД или измеренная потеря. Если у вас есть Model-Based Calibration Toolbox™, можно фактически калибровать измеренные таблицы потерь.

Электрический крутящий момент

Указывать диапазон крутящего момента и скорости, которую блок позволяет, на вкладке Electrical Torque, для Parametrized by, избранной одной из этих опций.

Установка	Блокируйте реализацию
`Tabulated torque-speed envelope`	Диапазон указан в виде набора точек данных скорости и соответствующих максимальных значений крутящего момента.
`Maximum torque and power`	Диапазон указан с максимальным крутящим моментом и максимальной мощностью.

Для любого метода блок реализует конверт, похожий на это.

Электрические потери

Задавать электрические потери, на вкладке Electrical Losses, для Parameterize losses by, избранной одной из этих опций.

Установка	Блокируйте реализацию
`Single efficiency measurement`	Сумма этих терминов, измеренных в одной точке измерения: Постоянные составляющие потерь, независимые от крутящего момента и скорости, P ₀. Используйте P ₀ с учетом фиксированных потерь конвертера. Зависимая крутящим моментом электрическая потеря k τ², где k является константой, и τ является крутящим моментом. Представляет омические потери в медных обмотках. Зависимая скоростью электрическая потеря k _wω², где k _w является константой, и ω является скоростью. Представляет потери в железе из-за токов Фуко.
`Tabulated loss data`	Интерполяционная таблица потерь, которая является функцией частот вращения двигателя и крутящих моментов нагрузки. Если у вас есть Model-Based Calibration Toolbox, нажмите Calibrate Maps, чтобы фактически калибровать 2D интерполяционные таблицы с помощью результатов измерений.
`Tabulated loss data with temperature`	Интерполяционная таблица потерь, которая является функцией частот вращения двигателя, крутящих моментов нагрузки и рабочей температуры. Если у вас есть Model-Based Calibration Toolbox, нажмите Calibrate Maps, чтобы фактически калибровать 3D интерполяционные таблицы с помощью результатов измерений.
`Tabulated efficiency data`	2D интерполяционная таблица КПД, которая является функцией частот вращения двигателя и крутящих моментов нагрузки: Преобразует значения КПД, которые вы вводите в потери, и использует сведенные в таблицу потери для симуляции. Игнорирует значения КПД, вы предусматриваете нулевую скорость или обнуляете крутящий момент. Потери приняты нуль, когда или крутящий момент или скорость являются нулем. Линейная интерполяция использования, чтобы определить потери. Введите таблицу данных для низких скоростей и низких крутящих моментов, как требуется, чтобы получить желаемый уровень точности для более низких условий степени. Не экстраполирует значения потерь для скорости и закручивает величины, которые превышают область значений таблицы.
`Tabulated efficiency data with temperature`	3D интерполяционная таблица КПД, которая является функцией частот вращения двигателя, крутящих моментов нагрузки и рабочей температуры: Преобразует значения КПД, которые вы вводите в потери, и использует сведенные в таблицу потери для симуляции. Игнорирует значения КПД, вы предусматриваете нулевую скорость или обнуляете крутящий момент. Потери приняты нуль, когда или крутящий момент или скорость являются нулем. Линейная интерполяция использования, чтобы определить потери. Введите таблицу данных для низких скоростей и низких крутящих моментов, как требуется, чтобы получить желаемый уровень точности для более низких условий степени. Не экстраполирует значения потерь для скорости, крутящего момента или температурных величин, которые превышают область значений таблицы.

Для лучшей практики используйте Tabulated loss data вместо Tabulated efficiency data:

КПД заболевает заданный для нулевой скорости или нулевого крутящего момента.
Можно объяснить постоянные составляющие потерь, которые все еще присутствуют для нулевой скорости или крутящего момента.

Примечание

Из-за системных потерь, двигатель может чертить ток, когда крутящий момент двигателя является нулем.

Виртуальная калибровка

Если у вас есть Model-Based Calibration Toolbox, можно фактически калибровать измеренные интерполяционные таблицы потерь.

На вкладке Electrical Losses, набор Parameterize losses by к также:
- Tabulated loss data
- Tabulated loss data with temperature
Нажмите Calibrate Maps.

Диалоговое окно продвигается через эти задачи.

Задача

Описание

Импортируйте данные потерь

Импортируйте эти данные потерь из файла. Например, открытый <matlabroot>/toolbox/autoblks/autoblksshared/mbctemplates/MappedMotorDataset.xlsx.

Для получения дополнительной информации смотрите Используя Данные (Model-Based Calibration Toolbox).

Parameterize losses by	Необходимые данные
`Tabulated loss data`	Частота вращения двигателя, rad/s Крутящий момент двигателя, N · m Потери мощности, W
`Tabulated loss data with temperature`	Частота вращения двигателя, rad/s Крутящий момент двигателя, N · m Моторная температура, K Потери мощности, W

Соберите моторные данные в установившихся условиях работы. Данные должны покрыть частоту вращения двигателя, крутящий момент и температурный рабочий диапазон.

Чтобы отфильтровать или отредактировать данные, выберите Edit in Application. Редактор Данных о Model-Based Calibration Toolbox открывается.

Сгенерируйте модели ответа

Model-Based Calibration Toolbox использует планы тестирования, чтобы соответствовать данным к Гауссовым моделям процессов (GPMs).

Чтобы оценить или настроить подгонку модели ответа, выберите Edit in Application. Model Browser Model-Based Calibration Toolbox открывается. Для получения дополнительной информации смотрите Оценку Модели (Model-Based Calibration Toolbox).

Сгенерируйте калибровку

Model-Based Calibration Toolbox калибрует модели ответа и генерирует калиброванные таблицы.

Чтобы оценить или настроить калибровку, выберите Edit in Application. Model-Based Calibration Toolbox Браузер CAGE открывается. Для получения дополнительной информации смотрите Калибровочные Интерполяционные таблицы (Model-Based Calibration Toolbox).

Обновите параметры блоков

Обновите эти параметры с калибровкой.

Parameterize losses by	Параметры
`Tabulated loss data`	Vector of speeds(w) for tabulated losses, w_eff_bp Vector of torques (T) for tabulated losses, T_eff_bp Corresponding losses, losses_table
`Tabulated loss data with temperature`	Vector of speeds(w) for tabulated losses, w_eff_bp Vector of torques (T) for tabulated losses, T_eff_bp Vector of temperatures for tabulated losses, Temp_eff_bp Corresponding losses, losses_table_3d

Текущая батарея

Блок вычисляет батарею текущее использование механической энергии, потерь мощности и напряжения батареи. Положительный ток указывает на выброс батареи. Отрицательный ток указывает на заряд батареи.

$B a t t A m p = \frac{M e c h P w r + P w r L o s s}{B a t t V o l t}$

Уравнение использует эти переменные.

BattVolt	Напряжение батареи
MechPwr	Механическая энергия
PwrLoss	Потери мощности
BattCurr	Текущая батарея

Учет степени

Для учета степени блок реализует эти уравнения.

Сигнал шины			Описание	Переменная	Уравнения
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd` Положительные сигналы указывают на поток энергии в блок. Отрицательные сигналы указывают на поток энергии из блока.	`PwrMtr`	Механическая энергия	_Pmot	$P_{m o t} = ω_{m} T_{e}$
		`PwrBus`	Электроэнергия	_Pbus	$P_{b u s} = P_{m o t} + P_{l o s s}$
	`PwrNotTrnsfrd` Отрицательные сигналы указывают на потери мощности.	`PwrLoss`	Моторные потери мощности	_Ploss	$P_{s t o r e d} = ω_{m} {\dot{ω}}_{m} J$
	`PwrStored` Положительные сигналы указывают на усиление степени.	`PwrStoredShft`	Моторная степень сохранена	_Pstr	$P_{l o s s} = - (P_{m o t} + P_{l o s s} - P_{s t o r e d})$

Уравнения используют эти переменные.

_Te	Моторный выходной крутящий момент вала
ω	Скорость вала двигателя
J	Инерция двигателя

Порты

Входной параметр

развернуть все

`BattVolt` — Напряжение батареи
`scalar`

Напряжение батареи, BattVolt, в V.

`TrqCmd` — Крутящий момент двигателя, которым управляют,
`scalar`

Крутящий момент двигателя, которым управляют, _Trqcmd, в N · m.

Зависимости

Чтобы создать этот входной порт, для Port configuration, выбирают Torque.

`MtrSpd` — Моторная выходная скорость вала
`scalar`

Скорость вала двигателя, _Mtrspd, в rad/s.

Зависимости

Чтобы создать этот входной порт, для Port configuration, выбирают Speed.

Вывод

развернуть все

`Info` — Сигнал шины
шина

Сигнал шины содержит эти вычисления блока.

Сигнал			Описание	Модули
`MechPwr`			Механическая энергия	рад
`PwrLoss`			Внутренний инвертор и моторные потери мощности	N·
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd`	`PwrMtr`	Механическая энергия	W
	`PwrTrnsfrd`	`PwrBus`	Электроэнергия	W
	`PwrNotTrnsfrd`	`PwrLoss`	Моторные потери мощности	W
	`PwrStored`	`PwrStoredShft`	Моторная степень сохранена	W

`BattCurr` — Текущая батарея
`scalar`

Батарея текущая ничья или спрос, _Ibatt, в A.

`MtrTrq` — Крутящий момент двигателя
`scalar`

Моторный выходной крутящий момент вала, _Mtrtrq, в N · m.

`MtrSpd` — Скорость вала двигателя
`scalar`

Скорость вала двигателя, _Mtrspd, в rad/s.

Зависимости

Чтобы создать этот выходной порт, для Port configuration, выбирают Torque.

Параметры

развернуть все

Блокируйте опции

`Port configuration` — Выберите конфигурацию порта
`Torque` (значение по умолчанию) | `Speed`

Эта таблица суммирует конфигурации порта.

Конфигурация порта	Создает порты
`Torque`	Застава `MtrSpd`
`Speed`	Введите `MtrSpd`

`Calibrate Maps` — Калибруйте таблицы с результатами измерений
`selection`

Если у вас есть Model-Based Calibration Toolbox, можно фактически калибровать измеренные интерполяционные таблицы потерь.

На вкладке Electrical Losses, набор Parameterize losses by к также:
- Tabulated loss data
- Tabulated loss data with temperature
Нажмите Calibrate Maps.

Диалоговое окно продвигается через эти задачи.

Задача

Описание

Импортируйте данные потерь

Импортируйте эти данные потерь из файла. Например, открытый <matlabroot>/toolbox/autoblks/autoblksshared/mbctemplates/MappedMotorDataset.xlsx.

Для получения дополнительной информации смотрите Используя Данные (Model-Based Calibration Toolbox).

Parameterize losses by	Необходимые данные
`Tabulated loss data`	Частота вращения двигателя, rad/s Крутящий момент двигателя, N · m Потери мощности, W
`Tabulated loss data with temperature`	Частота вращения двигателя, rad/s Крутящий момент двигателя, N · m Моторная температура, K Потери мощности, W

Сгенерируйте модели ответа

Сгенерируйте калибровку

Model-Based Calibration Toolbox калибрует модели ответа и генерирует калиброванные таблицы.

Обновите параметры блоков

Обновите эти параметры с калибровкой.

Parameterize losses by	Параметры
`Tabulated loss data`	Vector of speeds(w) for tabulated losses, w_eff_bp Vector of torques (T) for tabulated losses, T_eff_bp Corresponding losses, losses_table
`Tabulated loss data with temperature`	Vector of speeds(w) for tabulated losses, w_eff_bp Vector of torques (T) for tabulated losses, T_eff_bp Vector of temperatures for tabulated losses, Temp_eff_bp Corresponding losses, losses_table_3d

Электрический крутящий момент

`Parameterized by` — Выберите тип
`Tabulated torque-speed envelope` (значение по умолчанию) | `Maximum torque and power`

Установка	Блокируйте реализацию
`Tabulated torque-speed envelope`	Диапазон указан в виде набора точек данных скорости и соответствующих максимальных значений крутящего момента.
`Maximum torque and power`	Диапазон указан с максимальным крутящим моментом и максимальной мощностью.

Для любого метода блок реализует конверт, похожий на это.

`Vector of rotational speeds, w_t` — Скорости вращения
[0 375 750 800] (значение по умолчанию) | `vector`

Скорости вращения для допустимой установившейся операции, в rad/s. Чтобы избежать низкой производительности из-за бесконечного наклона в кривой скорости крутящего момента, задайте вектор из скоростей вращения, который не содержит дублирующиеся последовательные значения.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, для параметра Parameterized by, выбирают Tabulated torque-speed envelope.

`Vector of maximum torque values, T_t` — Крутящий момент
[0.09 0.08 0.07 0] (значение по умолчанию) | `vector`

Максимальные значения крутящего момента для допустимого устойчивого состояния, в N · m.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, для параметра Parameterized by, выбирают Tabulated torque-speed envelope.

`Maximum torque, torque_max` — Крутящий момент
.1 (значение по умолчанию) | `scalar`

Максимальный допустимый крутящий момент двигателя, в N · m.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, для параметра Parameterized by, выбирают Maximum torque and power.

`Maximum power, power_max` — Степень
30 (значение по умолчанию) | `scalar`

Максимальная допустимая моторная степень, в W.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, для параметра Parameterized by, выбирают Maximum torque and power.

`Torque control time constant, Tc` — Постоянная времени
0.02 (значение по умолчанию) | `scalar`

Постоянная времени, с которой моторный драйвер отслеживает спрос на крутящий момент в s.

Электрические потери

`Parameterize losses by` — Выберите тип
`Single efficiency measurement` (значение по умолчанию) | `Tabulated loss data` | `Tabulated efficiency data`

Установка	Блокируйте реализацию
`Single efficiency measurement`	Сумма этих терминов, измеренных в одной точке измерения: Постоянные составляющие потерь, независимые от крутящего момента и скорости, P ₀. Используйте P ₀ с учетом фиксированных потерь конвертера. Зависимая крутящим моментом электрическая потеря k τ², где k является константой, и τ является крутящим моментом. Представляет омические потери в медных обмотках. Зависимая скоростью электрическая потеря k _wω², где k _w является константой, и ω является скоростью. Представляет потери в железе из-за токов Фуко.
`Tabulated loss data`	Интерполяционная таблица потерь, которая является функцией частот вращения двигателя и крутящих моментов нагрузки. Если у вас есть Model-Based Calibration Toolbox, нажмите Calibrate Maps, чтобы фактически калибровать 2D интерполяционные таблицы с помощью результатов измерений.
`Tabulated loss data with temperature`	Интерполяционная таблица потерь, которая является функцией частот вращения двигателя, крутящих моментов нагрузки и рабочей температуры. Если у вас есть Model-Based Calibration Toolbox, нажмите Calibrate Maps, чтобы фактически калибровать 3D интерполяционные таблицы с помощью результатов измерений.
`Tabulated efficiency data`	2D интерполяционная таблица КПД, которая является функцией частот вращения двигателя и крутящих моментов нагрузки: Преобразует значения КПД, которые вы вводите в потери, и использует сведенные в таблицу потери для симуляции. Игнорирует значения КПД, вы предусматриваете нулевую скорость или обнуляете крутящий момент. Потери приняты нуль, когда или крутящий момент или скорость являются нулем. Линейная интерполяция использования, чтобы определить потери. Введите таблицу данных для низких скоростей и низких крутящих моментов, как требуется, чтобы получить желаемый уровень точности для более низких условий степени. Не экстраполирует значения потерь для скорости и закручивает величины, которые превышают область значений таблицы.
`Tabulated efficiency data with temperature`	3D интерполяционная таблица КПД, которая является функцией частот вращения двигателя, крутящих моментов нагрузки и рабочей температуры: Преобразует значения КПД, которые вы вводите в потери, и использует сведенные в таблицу потери для симуляции. Игнорирует значения КПД, вы предусматриваете нулевую скорость или обнуляете крутящий момент. Потери приняты нуль, когда или крутящий момент или скорость являются нулем. Линейная интерполяция использования, чтобы определить потери. Введите таблицу данных для низких скоростей и низких крутящих моментов, как требуется, чтобы получить желаемый уровень точности для более низких условий степени. Не экстраполирует значения потерь для скорости, крутящего момента или температурных величин, которые превышают область значений таблицы.

Для лучшей практики используйте Tabulated loss data вместо Tabulated efficiency data:

КПД заболевает заданный для нулевой скорости или нулевого крутящего момента.
Можно объяснить постоянные составляющие потерь, которые все еще присутствуют для нулевой скорости или крутящего момента.

Примечание

Из-за системных потерь, двигатель может чертить ток, когда крутящий момент двигателя является нулем.

`Motor and drive overall efficiency, eff` Эффективность
100 (значение по умолчанию) | `scalar`

Блок задает полный КПД как:

$η = 100 \frac{τ_{0} ω_{0}}{τ_{0} ω_{0} + P_{0} + k τ_{0}^{2} + k_{w} ω_{0}^{2}}$

Уравнение использует эти переменные.

τ0	Закрутите, в котором измеряется КПД
ω0	Скорость, на которой измеряется КПД
_P0	Постоянные составляющие потерь, независимые от крутящего момента или скорости
$k τ_{0}^{2}$	Зависимые крутящим моментом электрические потери
_kw ω²	Зависимые скоростью потери в железе

При инициализации блок решает уравнение КПД для k. Блок пропускает потери, сопоставленные с затуханием ротора.