开发和优化复杂的开关磁阻电机

挑战

避免在设计和优化复杂织布机和其他由开关磁阻电机驱动的系统时制造昂贵的原型机

解决方案

使用Si金宝appmulink创建全面的模型和精确的仿真,利用CEDRAT的FLUX技术进行有限元分析和电磁设计

结果

  • 开发时间和成本降低
  • 项目在紧迫的期限内完成
  • 为加速未来项目而建立的平台

“当我们需要定制电机配置以优化性能时,我们会在Simulink中模拟整个系统,开发阶段会更快。”金宝app

骰子游戏,库Faes Protronic
开关磁阻电机应用。

为了防止织物疵点,织机必须迅速达到每分钟1500次的速度。Picanol集团技术部门的主要集团,为高精度织布机开发机电系统和驱动。为了实现所需的动态性能,prononic开发了开关磁阻电机(SRMs),其结构简单、坚固,可处理高扭矩/体积比。

proonic使用Simuli金宝appnk和CEDRAT的FLUX有限元分析工具来模拟和优化各种应用的SRM驱动器,包括非纺织,而不需要构建昂贵的硬件原型。

“SRM电机在机械上非常简单,但它们需要复杂的控制,”proonic系统工程师Nico Verhelst解释说。“同时,Simulin金宝appk和FLUX使我们能够满足模拟电机控制策略和获得准确扭矩波形的要求,并结合负载仿真。”

挑战

“织布机是一种非常苛刻和复杂的实时应用程序,”proonic研发经理Ludo Faes解释说。这些机器包含许多轴,需要多个高性能电机的同步。

一个关键的技术挑战是将电机的电磁特性集成到动态应用的总体设计中。为了获得理想的结果,prononic需要一种方法来模拟SRM的电磁效应下的控制和机械负载。

同时还需要验证和优化他们的设计,而不需要建造昂贵的原型。在客户等待结果的情况下,他们需要在数周内完成整个设计,而正常的这种程度的集成设计很容易需要数月时间。

解决方案

通过使用Simulink和FLUX对织布机和SRM设计进行建模、模拟和优化,金宝appprononic完成了他们的最后期限。

Verhelst指出:“我们希望将FLUX计算的扭矩与Simulink的速度、易用性和开放控制界面结合起来。”金宝app这些工具的组合提供了理想的模拟环境。”

工程师利用变惯性和阻尼的解析公式在Simulink中对负载的动力学进行建模。金宝app他们用Simulink为电机的控制策略建模,并将SRM的电磁模型与FLUX-to-Simulink技术结合金宝app起来。他们通过模拟定制的电机配置优化了系统性能。

为了获得准确、完整的系统结果,该团队使用FLUX- To -Simulink技术在暂态协同仿真中运行FLUX和Simulink计算。金宝app

利用MATLAB,工程师分析了电机转矩波形的影响。

金宝appSimulink还使工程师能够优化系统性能以及位置、速度和扭矩控制器,通过迭代调整电机配置,然后重新运行仿真以验证性能。

Faes指出:“我们使用Simulink金宝app分析电机性能对应用程序不同部分的影响。例如,如果我们关心轴之间的能量交换,我们可以使用Simulink中的范围轻松地检查它。”金宝app

将其技术专业知识与Simulink和FLUX相结合,在工业机械中应用SRM技术金宝app方面,prononic已经成为欧洲的领导者,在过去十年中已经建立了超过15万台的安装基地。proonic计划继续在广泛的客户应用程序中使用MathWorks工具和FLUX。

结果

  • 开发时间和成本降低.“速度非常重要,节省时间当然是使用Simulink的一个关键好处,”Faes解释道。金宝app“我们负担不起制造织布机的实体原型。它花费了太多的时间,也太贵了。金宝appSimulink帮助我们降低成本。”

  • 项目在紧迫的期限内完成.金宝appSimulink和FLUX加速了设计和优化过程。Faes指出:“客户要求完成这个项目的压力很大。“有了Sim金宝appulink和FLUX,我们能够按时交付。”

  • 为加速未来项目而建立的平台.prononic已经组装了一组模型,它们可以重复使用,以加快未来研发计划的优化过程。Verhelst估计,在项目的典型模拟阶段,节省的时间约为50%。

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