表面贴装PMSM

三相外置正弦反电动势永磁同步电动机

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动力总成块/推进/电动机和逆变器
电机控制模块/电气系统/电机

描述

的表面贴装PMSM块实现具有正弦背部电动势的三相外部永磁同步电动机（PMSM）。该块使用三相输入电压来调节各个相电流，允许控制电动机扭矩或速度。

缺省情况下，块设置仿真类型参数到连续在仿真期间使用连续采样时间。如果要为固定步骤双和单精度目标生成代码，则考虑将参数设置为离散．然后指定一个样品时间,Ts参数。

在这一点参数标签，如果选择反电势或转矩常数，块实现这些方程之一，以计算永久磁链常数。

设置	方程
`反电势`	${λ.}_{p 米} ＝ \frac{1}{\sqrt{3.}} \cdot \frac{K_{e}}{1000 P} \cdot \frac{60.}{2 π}$
`转矩常数`	${λ.}_{p 米} ＝ \frac{2}{3.} \cdot \frac{K_{t}}{P}$

电机结构

该图显示了电动机上具有单杆对的电动机结构。

由于永磁体引起的电动机磁场产生具有电动机角度的磁通量的正弦速率。

对于坐标轴的约定一个-电机角度时，相磁通和永磁磁通对齐θ._r是零。

三相正弦模型电气系统

该模块实现了这些方程，在电机流量参考框架(dq框架)中表示。电机参考系中的所有数量都与定子有关。

$\begin{array}{l} {ω.}_{e} ＝ P {ω.}_{米} \\ \frac{d}{d t} 我_{d} ＝ \frac{1}{l_{d}} v_{d} - \frac{R}{l_{d}} 我_{d} + \frac{l_{问}}{l_{d}} P {ω.}_{米} 我_{问} \end{array}$

$\frac{d}{d t} 我_{问} ＝ \frac{1}{l_{问}} v_{问} - \frac{R}{l_{问}} 我_{问} - \frac{l_{d}}{l_{问}} P {ω.}_{米} 我_{d} - \frac{{λ.}_{p 米} P {ω.}_{米}}{l_{问}}$

$T_{e} ＝ 1．5 P ［ {λ.}_{p 米} 我_{问} + （ l_{d} - l_{问} ）我_{d} 我_{问} ］$

的l_问和l_d由于电动机磁体的显着性，电感表示相电感和电动机位置之间的关系。对于表面贴装PMSM， $l_{d} ＝ l_{问}$ ．

方程式使用这些变量。

l_问，l_d	Q-和D轴电感（H）
R	定子绕组电阻(欧姆)
我_问，我_d	q轴和d轴电流(A)
v_问，v_d	Q-和D轴电压（V）
ω._米	电动机的角度机械速度（rad / s）
ω._e	电机的电角速度(rad/s)
λ._点	永磁体磁链(Wb)
K_e	反电动势(EMF) (Vpk_LL/krpm，其中Vpk_LL是线对线测量的峰值电压)
K_t	转矩常数(N·m / A)
P	杆对数
T_e	电磁扭矩（nm）
θ._e	电角(rad)

机械系统

电动机角速度由：

$\begin{matrix} \frac{d}{d t} {ω.}_{米} ＝ \frac{1}{J} （ T_{e} - T_{f} - F {ω.}_{米} - T_{米} ） \\ \frac{d {θ.}_{米}}{d t} ＝ {ω.}_{米} \end{matrix}$

方程式使用这些变量。

J	电机和载荷的组合惯性（KGM ^ 2）
F	电机与负载的复合粘滞摩擦(N·m/(rad/s))
θ._米	电机机械角位置（RAD）
T_米	电机轴转矩(Nm)
T_e	电磁扭矩（nm）
T_f	电机轴静电摩擦扭矩（NM）
ω._米	电动机的角度机械速度（rad / s）

权力的会计

对于功率计算，块实现了这些方程。

总线信号			描述	变量	方程
`pwrinfo.`	`pwrtrnsfrd.`—块间电源传输正信号表示流入块负信号表示流出阻塞	`PWRMTR.`	机械力量	P_MOT.	$P_{米 o t} ＝ - {ω.}_{米} T_{e}$
	`pwrtrnsfrd.`—块间电源传输正信号表示流入块负信号表示流出阻塞	`PwrBus`	电力	P_公共汽车	$P_{b u 年代} ＝ v_{一个 n} 我_{一个} + v_{b n} 我_{b} + v_{c n} 我_{c}$
	`PwrNotTrnsfrd`- 交叉过块边界，但未转移正信号表示输入负信号表示损失	`pwrelecloss.`	电阻功率损失	P_ELEC.	$P_{e l e c} ＝ - \frac{3.}{2} （ R_{年代} 我_{年代 d}^{2} + R_{年代} 我_{年代问}^{2} ）$
	`PwrNotTrnsfrd`- 交叉过块边界，但未转移正信号表示输入负信号表示损失	`PwrMechLoss`	机械功率损失	P_莫书	什么时候端口配置设置为`扭矩`： $P_{米 e c h} ＝ - （ {ω.}_{米}^{2} F + \| {ω.}_{米} \| T_{f} ）$ 什么时候端口配置设置为`速度`： $P_{米 e c h} ＝ 0$
	`pwrstored.`- 存储的能量变化率积极的信号表明增加负信号表示减少	`pwrmtrstored.`	储存电机功率	P_str.	$P_{年代 t r} ＝ P_{b u 年代} + P_{米 o t} + P_{e l e c} + P_{米 e c h}$

方程式使用这些变量。

R_年代	定子电阻（欧姆）
我_一个，我_b，我_c	定子阶段A，B和C电流（a）
我_SQ.，我_SD.	定子q轴和d轴电流(A)
v_一个，v_bn，v_cn	定子a、b、c相电压(V)
ω._米	电动机的角度机械速度（rad / s）
F	电机与负载粘滞阻尼N·m/(rad/s)
T_e	电磁扭矩（nm）
T_f	组合电动机和载荷摩擦扭矩（NM）

港口

输入

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`LdTrq`-电机轴转矩
`标量子`

电机轴输入扭矩，T_米在N·m。

依赖性

要创建该端口，请选择扭矩对于端口配置参数。

`社会民主党`-电机轴转速
`标量子`

电机的角速度，ω._米，在rad / s中。

依赖性

要创建该端口，请选择速度对于端口配置参数。

`Phasevolt.`- 定子终端电压
`1`-`3.`阵列

定子终端电压,V_一个，V_b,V_c，在V.

输出

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`信息`——总线信号
公共汽车

总线信号包含这些块计算。

信号			描述	变量	单位
`IaStator`			定子相电流a	我_一个	一个
`IBStator.`			定子相电流b	我_b	一个
`IcStator`			定子相电流c	我_c	一个
`IdSync`			直接轴电流	我_d	一个
`IQSync.`			正交轴电流	我_问	一个
`vdsync.`			直轴电压	v_d	V
`VqSync`			正交轴电压	v_问	V
`MTRSPD`			电机的机械角速度	ω._米	rad / s
`薄波`			电机机械角度位置	θ._米	rad
`MTRQ.`			电磁转矩	T_e	N·M.
`pwrinfo.`	`pwrtrnsfrd.`	`PWRMTR.`	机械力量	P_MOT.	W
	`pwrtrnsfrd.`	`PwrBus`	电力	P_公共汽车	W
	`PwrNotTrnsfrd`	`pwrelecloss.`	电阻功率损失	P_ELEC.	W
	`PwrNotTrnsfrd`	`PwrMechLoss`	机械功率损失	P_莫书	W
	`pwrstored.`	`pwrmtrstored.`	储存电机功率	P_str.	W

`PhaseCurr`- a、b、c相电流
`1`-`3.`阵列

A，B，C电流，我_一个，我_b,我_c，在A.

`MTRQ.`——电动机转矩
`标量子`

电动机扭矩，T_蒙在N·m。

依赖性

要创建该端口，请选择速度对于机械输入配置参数。

`MTRSPD`——电动机转速
`标量子`

电机的角速度，ω._蒙，在rad / s中。

依赖性

要创建该端口，请选择扭矩对于机械输入配置参数。

参数

展开所有

块的选择

`机械输入配置`—选择端口配置
`扭矩`（默认）|`速度`

该表汇总了端口配置信息。

端口配置	创建输入端口	创建输出端口
`扭矩`	`LdTrq`	`MTRSPD`
`速度`	`社会民主党`	`MTRQ.`

`仿真类型`-选择模拟类型
`连续`（默认）|`离散`

默认情况下，块使用仿真期间使用连续采样时间。如果要为单精度目标生成代码，考虑将参数设置为离散．

依赖性

设置仿真类型到目前为止离散创建样品时间,Ts参数。

`样品时间(Ts)`-离散积分的采样时间
`标量子`

分离模拟的集成采样时间，在s中。

依赖性

设置仿真类型到目前为止离散创建样品时间,Ts参数。

负载参数

`文件`-路径到电机参数"。m”或“。米一个t" file
`标量子`

输入电机参数的路径。m”或“。米一个t" file that you saved using the Motor Control Blockset™ parameter estimation tool. You can also click the浏览按钮导航并选择“.m”或“.mat”文件和更新文件参数带有文件名和路径。电机参数的估计过程请参见使用电机控制块集参数估算工具估算电机参数．

从文件加载- 单击此按钮可从“.m”或“.mat”文件中读取估计的电机参数（由此指示）文件参数)，并将其装入电机座。
保存到文件- 单击此按钮可从电机块读取电机参数，并将其保存到“.m”或“.mat”文件中（具有您指定的文件名和位置文件参数)。

请注意

在你点击之前保存到文件按钮，确保目标文件名文件参数有一个。m”或“。米一个t" extension. If you use any other file extension, the block displays an error message.

参数

`极对数(P)`——双极
`标量子`

电动机极对,P．

`定子相位率每相（RS）`- 抵抗
`标量子`

每相定子相电阻，R_年代，欧姆。

`定子d轴电感(Ldq_)`- 电感
`标量子`

定子电感,l_dq在H。

`永久性通量连杆常数（Lambda_pm）`——通量
`标量子`

永久性通量连杆常数，λ._点，在WB中。

`反效率常数（KE）`-反电动势
`标量子`

背部电动势，EMF，K_e，在峰值Vpk_LL/krpm。Vpk_LL是线对线测量的峰值电压。

为了计算永磁通量连杆常数，块实现了这个方程。

${λ.}_{p 米} ＝ \frac{1}{\sqrt{3.}} \cdot \frac{K_{e}}{1000 P} \cdot \frac{60.}{2 π}$

`扭矩常数（kt）`- 扭矩常数
`标量子`

扭矩常数，K_t,在N·m / A。

为了计算永磁通量连杆常数，块实现了这个方程。

${λ.}_{p 米} ＝ \frac{2}{3.} \cdot \frac{K_{t}}{P}$

`物理惯性、粘性阻尼和静摩擦(机械)`- 惯性，阻尼，摩擦
`矢量图`

电机的机械性能：

惯性,J在kgm ^ 2
粘性阻尼，F在N·m / (rad / s)
静摩擦，T_f在N·m

依赖性

要启用此参数，请选择扭矩配置参数。

初始值

`初始D轴和Q轴电流（IDQ0）`——当前
`矢量图`

初始q轴和d轴电流，我_问,我_d，在A.

`初始机械位置(theta_init)`- 角度
`标量子`

初始电机角位置，θ._m0在rad。

`初始机械速度(omega_init)`——速度
`标量子`

电机的初始角速度，ω._m0，在rad / s中。

依赖性

要启用此参数，请选择扭矩配置参数。

参考资料

[1] Kundur, P。电力系统稳定性和控制。纽约:McGraw Hill, 1993。

[2]安德森，第三米。断电电力系统分析。Hoboken，NJ：Wiley-Ieee Press，1995。

扩展能力

C / C ++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和C ++代码。金宝app

介绍了R2017a

表面贴装PMSM

描述

电机结构

三相正弦模型电气系统

机械系统

权力的会计

港口

输入

LdTrq-电机轴转矩标量子

依赖性

社会民主党-电机轴转速标量子

依赖性

Phasevolt.- 定子终端电压1-3.阵列

输出

信息——总线信号公共汽车

PhaseCurr- a、b、c相电流1-3.阵列

MTRQ.——电动机转矩标量子

依赖性

MTRSPD——电动机转速标量子

依赖性

参数

机械输入配置—选择端口配置扭矩（默认）|速度

仿真类型-选择模拟类型连续（默认）|离散

依赖性

样品时间(Ts)-离散积分的采样时间标量子

依赖性

文件-路径到电机参数"。m”或“。米一个t" file标量子

极对数(P)——双极标量子

定子相位率每相（RS）- 抵抗标量子

定子d轴电感(Ldq_)- 电感标量子

永久性通量连杆常数（Lambda_pm）——通量标量子

反效率常数（KE）-反电动势标量子

扭矩常数（kt）- 扭矩常数标量子

物理惯性、粘性阻尼和静摩擦(机械)- 惯性，阻尼，摩擦矢量图

依赖性

初始D轴和Q轴电流（IDQ0）——当前矢量图

初始机械位置(theta_init)- 角度标量子

初始机械速度(omega_init)——速度标量子

依赖性

参考资料

扩展能力

C / C ++代码生成使用Simulink®Coder™生成C和C ++代码。金宝app

电机控制模块文档

金宝app

无刷直流电机控制简介

`LdTrq`-电机轴转矩
`标量子`

`社会民主党`-电机轴转速
`标量子`

`Phasevolt.`- 定子终端电压
`1`-`3.`阵列

`信息`——总线信号
公共汽车

`PhaseCurr`- a、b、c相电流
`1`-`3.`阵列

`MTRQ.`——电动机转矩
`标量子`

`MTRSPD`——电动机转速
`标量子`

`机械输入配置`—选择端口配置
`扭矩`（默认）|`速度`

`仿真类型`-选择模拟类型
`连续`（默认）|`离散`

`样品时间(Ts)`-离散积分的采样时间
`标量子`

`文件`-路径到电机参数"。m”或“。米一个t" file
`标量子`

`极对数(P)`——双极
`标量子`

`定子相位率每相（RS）`- 抵抗
`标量子`

`定子d轴电感(Ldq_)`- 电感
`标量子`

`永久性通量连杆常数（Lambda_pm）`——通量
`标量子`

`反效率常数（KE）`-反电动势
`标量子`

`扭矩常数（kt）`- 扭矩常数
`标量子`

`物理惯性、粘性阻尼和静摩擦(机械)`- 惯性，阻尼，摩擦
`矢量图`

`初始D轴和Q轴电流（IDQ0）`——当前
`矢量图`

`初始机械位置(theta_init)`- 角度
`标量子`

`初始机械速度(omega_init)`——速度
`标量子`

C / C ++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和C ++代码。金宝app