梯形磁链分布的三绕组无刷直流电机
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这个刷块型永磁同步电机,具有三相三相绕线定子。该块有四个选项来定义永磁体磁通分布作为转子角度的函数。两个选项允许简单的参数化,假设反电动势的完美梯形。对于简单的参数化,您可以指定磁链或转子感应反电动势。另外两个选项使用您指定的表格数据提供更准确的结果。对于更准确的结果,您指定要么磁链偏导数或测量回电动势常数为给定的转子速度。
图中显示了定子绕组的等效电路。
此图显示了转子上带有单极对的电机结构。
对于前面图中的坐标轴约定A.-当转子角度时,相磁通和永磁磁通对齐θR是零。该块支持第二个转子轴定义。对于第金宝app二个定义,转子角度是转子和转子之间的角度A.-相磁轴与转子Q设在。
转子磁场由永磁体产生,磁通随转子角度的梯形变化率。该图显示了通量的变化率。
反电动势是磁通量的变化率,由
地点:
Φ是永磁磁链。
θ为转子角度。
ω为机械转速。
高度H
的梯形变化率的磁通剖面是由永磁体峰值磁通导出的。
集成 在0到π/2的范围内,
地点:
Φ马克斯是永磁磁链。
H为通量剖面高度的变化率。
θF是转子角度范围,在此范围内,永磁体磁通量在定子中感应到的反电动势是恒定的。
θW是转子角度范围,在此范围内,当转子以恒定速度移动时,反电动势线性增加或减少。
重新排列前面的方程,
定子绕组上的电压由
地点:
vA.,vB,vC是施加在三个电机电气连接上的外部电压。
Rs是每个定子绕组的等效电阻。
我A.,我B,我C是在定子绕组中流动的电流。
和
是每个定子绕组中磁通量的变化率。
永磁体和三个绕组构成连接每个绕组的总磁通。总通量定义为
地点:
ψA.,ψB,ψC为连接每个定子绕组的总磁通。
Laa,Lbb,L复写的副本为定子绕组的自感系数。
Lab,L交流电,L文学士等为定子绕组的互感系数。
ψ是,ψbm,ψ厘米为连接定子绕组的永磁体磁通。
定子绕组中的电感是转子角度的函数,定义如下:
和
地点:
Ls为每相的定子自感系数-每个定子绕组的平均自感系数。
LM为定子电感波动-自感和互感随转子角度变化的波动。
Ms是定子互感-定子绕组之间的平均互感。
连接每个定子绕组的永磁体磁通遵循图中所示的梯形轮廓线。该块通过查找表来计算永磁体的磁通值来实现梯形轮廓。
块的定义电压和扭矩方程如下
和
地点:
vD,vQ,v0是吗D设在,Q-轴和零序电压。
P帕克的转变是由
N是转子永磁磁极对的数量。
ω为转子的机械转速。
和
为连接各相绕组的瞬时永磁体磁通的偏导数。
我D,我Q,我0是吗D设在,Q-轴和零序电流,定义如下
LD=Ls+Ms+ 3/2LM.LD定子在哪里D-轴电感。
LQ=Ls+Ms−3/2LM.LQ定子在哪里Q-轴电感。
L0=Ls- 2Ms.L0是定子零序电感。
T为转子转矩。扭矩从电机外壳(阻塞物理端口C)流向电机转子(阻塞物理端口R)。
铁损耗分为两项,一项代表主要的磁化路径,另一项代表在弱磁场运行时变得活跃的交叉齿尖路径。铁的损失模型,这是基于梅勒的工作[3].
表示主磁化路径的术语取决于感应的RMS定子电压, :
这是空载运行时的主要条件。K是与每赫兹有效值电压相关的反电动势常数。它被定义为 ,在那里F是电气频率。右侧的第一项是磁滞损耗,第二项是涡流损耗,第三项是多余损耗。出现在分子上的三个系数是从您提供的开路磁滞、涡流和多余损耗值推导而来的。
表示交叉齿尖路径的术语在建立去磁场时变得很重要,并且可以从短路试验的有限元分析中确定。这取决于与交叉齿尖通量相关的均方根电动势, :
这三个分子项是由您提供的短路迟滞、涡流和多余损耗的值导出的。
BLDC块有多个可用的内置参数化。
这个预参数化数据允许您设置块以代表特定供应商的组件。这些无刷直流电机的参数化匹配制造商数据表。要加载预定义的参数,请单击选择预定义的参数化并从可用组件列表中选择要使用的部件。
笔记
Simscape组件的预定义参数化使用可用数据源提供参数值。工程判断和简化假设用于填补缺失数据。因此,模拟和实际物理行为之间的偏差是可以预料的。为了确保必要的准确性,您应该根据实验数据验证模拟行为,并根据需要完善组件模型。
有关预参数化的更多信息和可用组件的列表,请参见预参数化组件列表.
该块有四个可选的热端口,每个三个绕组和转子一个。默认情况下,这些端口是隐藏的。要暴露热端口,右键单击模型中的块,选择模拟风景>块选择,然后选择显示热端口. 此操作将在块图标上显示热端口,并显示的温度依赖性和热的港口参数。这些参数将在本参考页中进一步说明。
使用热端口来模拟铜电阻和铁损耗的影响,将电力转换为热量。有关在执行器块中使用热端口的更多信息,请参见旋转与平移作动器的热效应模拟.
使用变量设置来指定在模拟之前块变量的优先级和初始目标值。有关更多信息,请参见设置块变量的优先级和初始目标.
[1] Kundur, P。电力系统稳定性与控制。纽约:麦格劳·希尔,1993年。
[2] 安德森,下午。电力系统故障分析。霍博肯:Wiley-IEEE出版社,1995。
[3]梅勒,p.h., R. Wrobel和D. Holliday。适用于额定流量和弱磁场运行的无刷交流电机的计算效率高的铁损耗模型。IEEE电机与驱动器会议.2009年5月。