FEM-Parameterized永磁同步电动机

永磁同步电机是用磁链来定义的

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Simscape /电气/机电/永磁

描述

的FEM-Parameterized永磁同步电动机块实现了永磁同步电机(PMSM)的磁链定义的模型。通过提供电机磁通作为电流和转子角度的函数的表格数据，可以对块进行参数化。这是第三方磁性有限元方法(FEM)包通常导出磁通信息的方式。由于表格形式，磁通量可以在转子角度和电流上以非线性方式变化。因此，您可以使用此块建模与梯形反电势剖面，有时称为无刷直流电动机，以及常规的PMSM。

图中显示的是一个眼式永磁同步电机的等效电路。当永磁通量与a相磁轴对准时，转子角度为零。

实际上，连接三个绕组的磁通取决于所有三个电流和转子角度。将流量作为四个自变量的函数制表可能导致模拟效率低下和管理数据需要大量内存。因此，该块允许您在通量和扭矩的以下参数化方法之间进行选择:

二维偏导数数据- 2-D表查找，与选项表方面的电流和转子角度，或根据d设在和问设在电流。第一种选择假设恒定互感和支持非正弦反电势配置文件。金宝app第二个选项假设正弦反电动势，并捕获内部pmsm (ipmsm)的饱和效应。
三维偏导数数据-三维表查找，基于直流电，正交电流和转子角度。类型的通量查找数据一个阶段。该块采用Park变换将三个定子绕组电流映射为直流电流和正交电流。与4-D表查找相比，这种方法降低了数据复杂性，因此提高了仿真性能。
4-D偏导数数据- 4-D表查找，基于三个定子绕组电流和转子角度。类型的通量查找数据一个阶段。这个模型是三个模型中保真度最好的，但在模拟性能和内存需求方面也是成本最高的。
三维磁链数据-三维表查找，基于通量联动数据。您可以以各种格式提供通量链接数据。该块采用Park变换将三个定子绕组电流映射为直流电流和正交电流。与4-D表查找相比，这种方法降低了数据复杂性，因此提高了仿真性能。

默认情况下，block为所有这些参数化的定子绕组实现了绕线配置。选项可以切换到delta缠绕配置，可使用绕组类型参数。在delta绕线配置时，一个Phase在端口之间连接一个而且b,b端口间相位b而且c和c端口间相位c而且一个．

要访问这些参数化方法，双击模型中的块并设置建模选项参数设置为所需选项，有或没有热端口。缺省情况下，不暴露热端口。有关更多信息，请参见模型热效应．

恒互感二维数据模型

在这个二维磁链数据模型中，每个绕组的磁链被假定仅非线性地依赖于同一绕组中的电流，加上转子角度。在实践中，对于许多永磁同步电机来说，这是一个合理的假设;但是，对于开关磁阻电机，其精度较低。在此假设下，三个绕组的通量为:

$［ \begin{matrix} ϕ_{一个} \\ \begin{array}{l} ϕ_{b} \\ ϕ_{c} \end{array} \end{matrix} ］＝［ \begin{matrix} 0 & - 米_{年代} & - 米_{年代} \\ - 米_{年代} & 0 & - 米_{年代} \\ - 米_{年代} & - 米_{年代} & 0 \end{matrix} ］［ \begin{matrix} 我_{一个} \\ \begin{array}{l} 我_{b} \\ 我_{c} \end{array} \end{matrix} ］ + ［ \begin{matrix} ϕ （我_{一个} ， θ_{r} ） \\ \begin{array}{l} ϕ （我_{b} ， θ_{r} - 2 π / （ 3. N ）） \\ ϕ （我_{c} ， θ_{r} - 4 π / （ 3. N ）） \end{array} \end{matrix} ］$

在哪里 $ϕ （ θ_{r} ，我_{一个} ）$ 为a相绕组磁链随转子角度和a相电流的变化。Θ_r= 0对应转子d-轴对准a相正磁通量方向。米_年代是定子-定子互感。

为了提高数值性能，在块中实现的方程实际上适用于磁链对电流的偏导数， $\partial ϕ （我， θ_{r} ） / \partial 我$ ，转子角， $\partial ϕ （我， θ_{r} ） / \partial θ_{r}$ ，而不是直接的通量。如果您的FEM包不导出这些偏导数，您可以使用MATLAB确定它们^®脚本。看到电磁阀采用有限元数据参数化实例模型及其支持的MATLAB脚本示例如何做金宝app到这一点。

用通量偏导数定义的块的电方程为:

$\begin{array}{l} v_{一个} ＝ \frac{\partial ϕ}{\partial 我_{一个}} \frac{d 我_{一个}}{d t} + \frac{\partial ϕ}{\partial θ_{r}} \frac{d θ_{r}}{d t} - 米_{年代} （ \frac{d 我_{b}}{d t} + \frac{d 我_{c}}{d t} ） + R_{年代} 我_{一个} \\ v_{b} ＝ \frac{\partial ϕ}{\partial 我_{b}} \frac{d 我_{b}}{d t} + \frac{\partial ϕ}{\partial θ_{r}} \frac{d θ_{r}}{d t} - 米_{年代} （ \frac{d 我_{一个}}{d t} + \frac{d 我_{c}}{d t} ） + R_{年代} 我_{b} \\ v_{c} ＝ \frac{\partial ϕ}{\partial 我_{c}} \frac{d 我_{c}}{d t} + \frac{\partial ϕ}{\partial θ_{r}} \frac{d θ_{r}}{d t} - 米_{年代} （ \frac{d 我_{一个}}{d t} + \frac{d 我_{b}}{d t} ） + R_{年代} 我_{c} \end{array}$

在哪里

v_一个，v_b，v_c分别为A、B、C定子绕组的电压。
我_一个，我_b，我_c是三个绕组中的定子电流。
R_年代是每个定子绕组的电阻。
米_年代是定子-定子互感。
$\partial ϕ / \partial 我_{一个} ， \partial ϕ / \partial 我_{b} ， \partial ϕ / \partial 我_{c}$ 为三个绕组中磁链相对于定子电流的偏导数。
$\partial ϕ / \partial θ_{r}$ 为磁链对转子角的偏导数。

该块可以根据您提供的磁通信息自动计算扭矩矩阵。或者，您可以设置计算扭矩矩阵?参数没有并直接指定转矩作为电流和转子角度的函数。看到fem参数化旋转驱动器块参考页以获取更多信息。

带正弦反电动势的二维数据模型

在该二维磁链数据模型中，假设每个绕组的磁链与所有定子绕组电流呈非线性关系，并假设永磁磁链为正弦。内磁体永磁同步电动机(或ipmsm)通常很好地符合这一假设。方程为:

$［ \begin{matrix} ϕ_{d} \\ ϕ_{问} \end{matrix} ］＝［ \begin{matrix} l_{d} （我_{d} ，我_{问} ） \\ l_{问} （我_{d} ，我_{问} ） \end{matrix} ］［ \begin{matrix} 我_{d} \\ 我_{问} \end{matrix} ］ + ［ \begin{matrix} ϕ_{米} （我_{d} ，我_{问} ） \end{matrix} ］$

$T ＝ \frac{3.}{2} N （我_{问} （我_{d} l_{d} （我_{d} ，我_{问} ） + ϕ_{米} （我_{d} ，我_{问} ）） - 我_{d} 我_{问} l_{问} （我_{d} ，我_{问} ））$

在哪里

我_d而且我_问是d设在和问-轴电流。
ϕ_d而且ϕ_问是d设在和问分别为-轴磁链机构。
ϕ_米是永磁磁链。
l_d而且l_问是d设在和问-轴电感。假设它们依赖于d设在和问设在电流。
N是极点对的数目。
T是电转矩。

基于Park变换的三维偏导数数据模型

使用四维数据既有模拟性能成本，也有内存成本。为了将表维降为三维，三维数据模型使用Park变换将三个电流映射为直流电和正交电流:

$［ \begin{matrix} 我_{d} \\ 我_{问} \end{matrix} ］＝ \frac{2}{3.} ［ \begin{matrix} 因为（ N θ_{r} ） & 因为（ N θ_{r} - \frac{2 π}{3.} ） & 因为（ N θ_{r} + \frac{2 π}{3.} ） \\ - 罪（ N θ_{r} ） & - 罪（ N θ_{r} - \frac{2 π}{3.} ） & - 罪（ N θ_{r} + \frac{2 π}{3.} ） \end{matrix} ］［ \begin{matrix} 我_{一个} \\ \begin{array}{l} 我_{b} \\ 我_{c} \end{array} \end{matrix} ］$

一般情况下，Park变换映射到直流电流、正交电流和零序电流。然而，在正常工作条件下，零序电流通常很小。因此，该模型忽略了磁链项对零序电流的依赖关系，仅用直流和正交电流加上转子角来确定磁链项。三维数据模型的通量方程为:

$［ \begin{matrix} ϕ_{一个} \\ \begin{array}{l} ϕ_{b} \\ ϕ_{c} \end{array} \end{matrix} ］＝［ \begin{matrix} ϕ （我_{d} ，我_{问} ， θ_{r} ） \\ \begin{array}{l} ϕ （我_{d} ，我_{问} ， θ_{r} - 2 π / （ 3. N ）） \\ ϕ （我_{d} ，我_{问} ， θ_{r} - 4 π / （ 3. N ）） \end{array} \end{matrix} ］$

块的电方程也定义为通量偏导数，类似于4-D数据模型。4-D磁链数据可由4-D磁链数据计算3-D磁链偏导数数据ee_calculateFluxPartialDerivatives．

4-D偏导数数据模型

连接每个绕组的磁通是该绕组电流的函数，在其他两个绕组电流，和转子角度。为了完全准确，4-D磁链数据模型假设磁链是三个电流和转子角度的函数，因此执行四维表查找。通量方程为:

$［ \begin{matrix} ϕ_{一个} \\ \begin{array}{l} ϕ_{b} \\ ϕ_{c} \end{array} \end{matrix} ］＝［ \begin{matrix} ϕ （我_{一个} ，我_{b} ，我_{c} ， θ_{r} ） \\ \begin{array}{l} ϕ （我_{b} ，我_{c} ，我_{一个} ， θ_{r} - 2 π / （ 3. N ）） \\ ϕ （我_{c} ，我_{一个} ，我_{b} ， θ_{r} - 4 π / （ 3. N ）） \end{array} \end{matrix} ］$

在哪里

ϕ_一个，ϕ_b，ϕ_c为A、B、C定子绕组的磁链机构。
我_一个，我_b，我_c是三个绕组中的定子电流。
Θ_r为转子角。Θ_r= 0对应于永磁体磁通与a相定子绕组磁通对准的情况。
N是极点对的数目。

磁链数据假设是循环的Θ_r．例如，如果电机有六个极对，则数据的范围为0≤Θ_r≤60°．你必须提供0度和60度的数据，因为数据是循环的，通量链偏导数在这两个端点必须是相同的。

力矩方程为:

$τ ＝ T （我_{一个} ，我_{b} ，我_{c} ， θ_{r} ）$

4-D数据模型没有为块确定磁链转矩的选项。由于在4-D情况下增加的数值开销，最好只预先计算一次扭矩，而不是每次运行模拟时都计算它。

为了提高数值性能，在块中实现的方程实际上是与磁链相对于三个电流和转子角的偏导数，而不是直接与磁链有关。如果FEM包不导出这些偏导数，则可以使用ee_calculateFluxPartialDerivatives．

用通量偏导数定义的块的电方程为:

$\begin{array}{l} v_{一个} ＝ \frac{\partial ϕ_{一个}}{\partial 我_{一个}} \frac{d 我_{一个}}{d t} + \frac{\partial ϕ_{一个}}{\partial 我_{b}} \frac{d 我_{b}}{d t} + \frac{\partial ϕ_{一个}}{\partial 我_{c}} \frac{d 我_{c}}{d t} + \frac{\partial ϕ_{一个}}{\partial θ_{r}} \frac{d θ_{r}}{d t} + R_{年代} 我_{一个} \\ v_{b} ＝ \frac{\partial ϕ_{b}}{\partial 我_{一个}} \frac{d 我_{一个}}{d t} + \frac{\partial ϕ_{b}}{\partial 我_{b}} \frac{d 我_{b}}{d t} + \frac{\partial ϕ_{b}}{\partial 我_{c}} \frac{d 我_{c}}{d t} + \frac{\partial ϕ_{b}}{\partial θ_{r}} \frac{d θ_{r}}{d t} + R_{年代} 我_{b} \\ v_{c} ＝ \frac{\partial ϕ_{c}}{\partial 我_{一个}} \frac{d 我_{一个}}{d t} + \frac{\partial ϕ_{c}}{\partial 我_{b}} \frac{d 我_{b}}{d t} + \frac{\partial ϕ_{c}}{\partial 我_{c}} \frac{d 我_{c}}{d t} + \frac{\partial ϕ_{c}}{\partial θ_{r}} \frac{d θ_{r}}{d t} + R_{年代} 我_{c} \end{array}$

在哪里

v_一个，v_b，v_c分别为A、B、C定子绕组的电压。
我_一个，我_b，我_c是三个绕组中的定子电流。
R_年代是每个定子绕组的电阻。

三维磁链数据模型

三维磁链数据选项允许您使用从有限元(FE)电机设计工具导出的原始磁链数据。这与3d偏导数数据选项相反，您需要确定其偏导数。您可以提供多种格式的通量联动数据，以支持不同的FE工具约定:金宝app

表化dq轴磁链数据或a相磁链数据-一些工具支持将磁链分解为直接(D)轴和正交(Q)轴。金宝app这种方法的一个优点是转子角度在0到360/范围内的数据N/3度要求(其中N是极点对的数目)。其他工具直接使用A-、B-和c -相磁链机构，为此，您可以只导入A相磁链机构，其转子角度范围必须在0到360/之间N度。只导入a相位数据的隐含假设是，B和C相位数据除了相位移位之外是相同的。
使用笛卡尔坐标或极电流坐标制表-笛卡尔制表意味着磁链是根据d轴电流和q轴电流(加上转子角)制表。另外，极性制表涉及到根据电流大小、相对于q轴的电流前进角和转子角度制表磁链。极坐标的优点是它更自然地反映了允许的工作电流，从而避免了未使用的表数据点。

这些约定产生了四个磁链数据格式参数选择:

D轴和Q轴磁通连杆与D轴电流(iD)、Q轴电流(iQ)和转子角度(theta)的函数
D和Q轴磁链与峰值电流幅值(I)、电流推进角(B)和转子角(theta)的函数关系
a相磁链是d轴电流(iD)， q轴电流(iQ)和转子角度(theta)的函数
a相磁链是峰值电流幅值(I)、电流前进角(B)和转子角(theta)的函数

除了选择FE工具使用的通量链接数据格式外，还必须选择工具使用的Park变换版本。的四个选项对应的四个约定将在下面描述Park的表格数据惯例下拉菜单。

请注意

在查看D轴和q轴电流的日志值时，请记住，对于这些选项中的每个选项，格式都会根据需要进行转换，以便在内部FEM-Parameterized永磁同步电动机block始终使用选项1。

请注意

为了保持高阶谐波由于永磁体反电动势，提供a相磁通数据，而不是d轴和q轴磁通数据。相反，如果你提供d轴和q轴通量，Park的变换会去除高阶谐波。对于许多应用程序，使用D和Q通量就足够了，特别是如果您设置了绕组类型参数Wye-wound并且没有连接到这个块的中立端口。对于这种特殊情况，在中性端口电流和为零的约束消除了所有三阶谐波。

选项1。Q引D，转子角从a相到D轴测量

这是公园内部使用的惯例Simscape™电气™电机和机器块。所有其他选项都转换为这种格式。

N:极对数
θ_r:转子角度
我_d，我_问: d轴和q轴电流
我_p:电流大小= $\sqrt{我_{d}^{2} + 我_{问}^{2}}$
β:当前前进角= ${棕褐色}^{- 1} （ - 我_{d} / 我_{问} ）$

对应的Park变换为

$［ \begin{matrix} 我_{d} \\ 我_{问} \\ 我_{0} \end{matrix} ］＝ \frac{2}{3.} ［ \begin{matrix} 因为（ N θ_{r} ） & 因为（ N θ_{r} - \frac{2 π}{3.} ） & 因为（ N θ_{r} + \frac{2 π}{3.} ） \\ - 罪（ N θ_{r} ） & - 罪（ N θ_{r} - \frac{2 π}{3.} ） & - 罪（ N θ_{r} + \frac{2 π}{3.} ） \\ \frac{1}{2} & \frac{1}{2} & \frac{1}{2} \end{matrix} ］［ \begin{matrix} 我_{一个} \\ \begin{array}{l} 我_{b} \\ 我_{c} \end{array} \end{matrix} ］$

在哪里我_一个，我_b,我_c分别为a相电流、b相电流、c相电流。

第二个选项。Q引D，转子角测量从a相到Q轴

N:极对数
θ_r:转子角度
我_d，我_问: d轴和q轴电流
我_p:电流大小= $\sqrt{我_{d}^{2} + 我_{问}^{2}}$
β:当前前进角= ${棕褐色}^{- 1} （ - 我_{d} / 我_{问} ）$

对应的Park变换为

$［ \begin{matrix} 我_{d} \\ 我_{问} \\ 我_{0} \end{matrix} ］＝ \frac{2}{3.} ［ \begin{matrix} 罪（ N θ_{r} ） & 罪（ N θ_{r} - \frac{2 π}{3.} ） & 罪（ N θ_{r} + \frac{2 π}{3.} ） \\ 因为（ N θ_{r} ） & 因为（ N θ_{r} - \frac{2 π}{3.} ） & 因为（ N θ_{r} + \frac{2 π}{3.} ） \\ \frac{1}{2} & \frac{1}{2} & \frac{1}{2} \end{matrix} ］［ \begin{matrix} 我_{一个} \\ \begin{array}{l} 我_{b} \\ 我_{c} \end{array} \end{matrix} ］$

在哪里我_一个，我_b,我_c分别为a相电流、b相电流、c相电流。

选项3。D导Q，转子角从a相到D轴测量

N:极对数
θ_r:转子角度
我_d，我_问: d轴和q轴电流
我_p:电流大小= $\sqrt{我_{d}^{2} + 我_{问}^{2}}$
β:当前前进角= ${棕褐色}^{- 1} （ - 我_{d} / 我_{问} ）$

对应的Park变换为

$［ \begin{matrix} 我_{d} \\ 我_{问} \\ 我_{0} \end{matrix} ］＝ \frac{2}{3.} ［ \begin{matrix} 因为（ N θ_{r} ） & 因为（ N θ_{r} - \frac{2 π}{3.} ） & 因为（ N θ_{r} + \frac{2 π}{3.} ） \\ 罪（ N θ_{r} ） & 罪（ N θ_{r} - \frac{2 π}{3.} ） & 罪（ N θ_{r} + \frac{2 π}{3.} ） \\ \frac{1}{2} & \frac{1}{2} & \frac{1}{2} \end{matrix} ］［ \begin{matrix} 我_{一个} \\ \begin{array}{l} 我_{b} \\ 我_{c} \end{array} \end{matrix} ］$

在哪里我_一个，我_b,我_c分别为a相电流、b相电流、c相电流。

选项4。D导Q，转子角从a相到Q轴测量

N:极对数
θ_r:转子角度
我_d，我_问: d轴和q轴电流
我_p:电流大小= $\sqrt{我_{d}^{2} + 我_{问}^{2}}$
β:当前前进角= ${棕褐色}^{- 1} （ - 我_{d} / 我_{问} ）$

对应的Park变换为

$［ \begin{matrix} 我_{d} \\ 我_{问} \\ 我_{0} \end{matrix} ］＝ \frac{2}{3.} ［ \begin{matrix} - 罪（ N θ_{r} ） & - 罪（ N θ_{r} - \frac{2 π}{3.} ） & - 罪（ N θ_{r} + \frac{2 π}{3.} ） \\ 因为（ N θ_{r} ） & 因为（ N θ_{r} - \frac{2 π}{3.} ） & 因为（ N θ_{r} + \frac{2 π}{3.} ） \\ \frac{1}{2} & \frac{1}{2} & \frac{1}{2} \end{matrix} ］［ \begin{matrix} 我_{一个} \\ \begin{array}{l} 我_{b} \\ 我_{c} \end{array} \end{matrix} ］$

在哪里我_一个，我_b,我_c分别为a相电流、b相电流、c相电流。

计算铁损失

的FEM-Parameterized永磁同步电动机块模型铁损失根据参数化方法您选择的通量和扭矩。

指定开路和短路损失数据(仅限永磁电机)

为二维偏导数数据，三维偏导数数据,4-D偏导数数据选项，有或没有热端口，铁损失模型是基于梅勒的工作[1]．铁损耗分为两项，一项表示主要磁化路径，另一项表示在磁场削弱操作期间变得活跃的交叉齿尖路径。

表示主磁化路径的项取决于感应均方根定子电压， $V_{米_{r 米年代}}^{}$ ：

$P_{O C} （ V_{米_{r 米年代}}^{} ）＝ \frac{{一个}_{h}}{k} V_{米_{r 米年代}}^{} + \frac{{一个}_{j}}{k^{2}} V_{米_{r 米年代}}^{2} + \frac{{一个}_{e x}}{k^{1．5}} V_{米_{r 米年代}}^{1．5}$

这是空载运行时的主要项。k是反电动势常数，与RMS伏每赫兹有关。它被定义为 $k ＝ V_{米_{r 米年代}}^{} / f$ ,在那里f是电频率。右边第一项是磁滞损耗，第二项是涡流损耗，第三项是超额损耗。出现在分子上的三个系数来自于你提供的开路迟滞、涡流和额外损失的值。

当建立退磁场时，表示交叉齿尖路径的项变得重要，可以从有限元素分析短路测试中确定。它取决于与齿尖磁通相关的RMS电动势， $V_{d_{r 米年代}}^{＊}$ ：

$P_{年代 C} （ V_{d_{r 米年代}}^{＊} ）＝ \frac{b_{h}}{k} V_{d_{r 米年代}}^{＊} + \frac{b_{j}}{k^{2}} V_{d_{r 米年代}}^{＊ 2} + \frac{b_{e x}}{k^{1．5}} V_{d_{r 米年代}}^{＊ 1．5}$

这三个分子项是由你提供的短路迟滞、涡流和多余损失的值推导出来的。

斯坦梅茨参数化方法

为三维磁链数据有或没有热端口，你也可以基于Steinmetz方程模拟铁的损失。Steinmetz方法适用于不同的电机速度或电频率，因此铁损失数据只需要作为电机电流的函数。

如果，在铁损设置，你设置模型参数指定开路和短路损耗数据(仅限永磁电机)时，该块采用Steinmetz方法，但假设系数恒定，不依赖峰值电流和电流相位提前。如果您有动态测量，或者如果您执行有限元分析，以从开路和短路模拟中获得铁损失，请选择此选项。

相反，如果你设置磁链数据格式参数D和Q轴磁链与峰值电流幅值(I)、电流推进角(B)和转子角(theta)的函数关系或a相磁链是峰值电流幅值(I)、电流前进角(B)和转子角(theta)的函数，然后块表的系数与峰值电流大小矢量I而且当前前进角向量B参数，使铁的损失由:

$\begin{array}{l} P_{r o t o r} （ f ）＝ k_{h r} （我_{p} ， β ） f + k_{J r} （我_{p} ， β ） f^{2} + k_{e r} （我_{p} ， β ） f^{1．5} \\ P_{年代 t 一个 t o r} （ f ）＝ k_{h 年代} （我_{p} ， β ） f + k_{J 年代} （我_{p} ， β ） f^{2} + k_{e 年代} （我_{p} ， β ） f^{1．5} \end{array}$

地点:

f电频率在吗赫兹．
k_人力资源(我_p,β)是转子滞回损失系数k_hr(I,B)．
k_小(我_p,β)是转子涡流损失系数k_Jr(I,B)．
k_呃(我_p,β)是转子过量电流损耗系数，k_er(I,B)．
k_海关(我_p,β)是定子迟滞损失系数k_hs(I,B)．
k_Js(我_p,β)是定子涡流损失系数k_Js(I,B)．
k_西文(我_p,β)是定子过量电流损耗系数k_es(I,B)．

类似地，如果你设置磁链数据格式参数D轴和Q轴磁通连杆与D轴电流(iD)、Q轴电流(iQ)和转子角度(theta)的函数或a相磁链是d轴电流(iD)， q轴电流(iQ)和转子角度(theta)的函数，则铁的损耗为:

$\begin{array}{l} P_{l o 年代年代， r o t o r} （ f ）＝ k_{h r} （我_{d} ，我_{问} ） f + k_{J r} （我_{d} ，我_{问} ） f^{2} + k_{e r} （我_{d} ，我_{问} ） f^{1．5} \\ P_{l o 年代年代，年代 t 一个 t o r} （ f ）＝ k_{h 年代} （我_{d} ，我_{问} ） f + k_{J 年代} （我_{d} ，我_{问} ） f^{2} + k_{e 年代} （我_{d} ，我_{问} ） f^{1．5} \end{array}$

地点:

k_人力资源(我_d,我_问）是转子滞回损失系数k_hr(id,iq)．
k_小(我_d,我_问）是转子涡流损失系数k_Jr(id,iq)．
k_呃(我_d,我_dq）是转子剩余电流损耗系数，k_er(id,iq)．
k_海关(我_d,我_问）是定子迟滞损失系数k_hs(id,iq)．
k_Js(我_d,我_问）是定子涡流损失系数k_Js(id,iq)．
k_西文(我_d,我_问）是定子剩余电流损耗系数k_es(id,iq)．

仅在与可以计算系数的电机设计工具结合使用时选择此选项。有关更多信息，请参见从Motor-CAD导入IPMSM磁链数据的例子。

表与电流和速度

为三维磁链数据有或没有热端口，您还可以通过将转子和定子的铁损耗独立列表来建模。

如果你设置磁链数据格式参数D和Q轴磁链与峰值电流幅值(I)、电流推进角(B)和转子角(theta)的函数关系或a相磁链是峰值电流幅值(I)、电流前进角(B)和转子角(theta)的函数，块表铁损失与峰值电流大小矢量I而且当前前进角向量B参数，使铁的损失由:

$P_{l o 年代年代} （我_{p} ， β ， w ）＝ t 一个 b l e l o o k u p （ P_{t 一个 b l e} ，我_{p} ， β ， w ）$

在哪里w是转子速度矢量，w参数。

$P_{l o 年代年代} （我_{d} ，我_{问} ， w ）＝ t 一个 b l e l o o k u p （ P_{t 一个 b l e} ，我_{d} ，我_{问} ， w ）．$

模型热效应

您可以暴露热端口，以模拟将功率转换为热量的损失的影响。如果需要暴露热端口，请设置建模选项参数:

二维偏导数数据|无热口- 2-D表查找参数化，具有根据电流和转子角度制表的选项，但没有热端口。
二维偏导数数据|显示热端口- 2-D表查找参数化，与选项表方面的电流和转子角度，并与热端口。
三维偏导数数据|无热口-三维表查找参数化，基于直流电，正交电流和转子角度，但没有热端口。
三维偏导数数据|显示热端口-三维表查找参数化，基于直流电，正交电流和转子角度，并与热端口。
4-D偏导数数据|无热口- 4-D表查找参数化，基于三个定子绕组电流和转子角度，但没有热端口。
4-D偏导数数据|显示热端口- 4-D表查找参数化，基于三个定子绕组电流和转子角度，并带有热端口。
三维磁链数据|无热口-基于无热端口的通量联动数据的三维表查找参数化。
三维磁链数据|显示热端口-基于热端口磁链数据的三维表查找参数化。

有关在执行器块中使用热端口的详细信息，请参见旋转和平动执行器的热效应模拟．

假设和限制

此块有以下限制:

对于二维数据模型，定子-定子互感，定义为定子互感，Ms参数值，在模拟过程中为常数，不随转子角度变化。这意味着该块适用于建模大多数永磁同步电机和无刷直流电机，但不开关磁阻电机。
3-D和4-D数据模型假设对称，因此可以从绕组A确定绕组B和C的磁链对电流和转子角度的依赖关系。
对于4-D数据模型，在固定独立参数值(三个电流和转子角度)时考虑内存需求。线性插补选项使用较少的内存，但平滑插补选项对于给定的独立参数间距更准确。
铁损耗模型假设电流为正弦。

港口

保护

全部展开

`一个`- a相连接
电

a相连接相关联的电保存接口。

`b`- b相连接
电

与b相连接相关联的电保存端口。

`c`- c相连接
电

与c相连接相关联的电保护端口。

`n`-中性相
电

与中性相相关联的电保存端口。

依赖关系

若要启用此端口，请设置建模选项参数

二维偏导数数据|无热口，二维偏导数数据|显示热端口，三维偏导数数据|无热口，三维偏导数数据|显示热端口，4-D偏导数数据|无热口,或4-D偏导数数据|显示热端口
三维磁链数据|无热口或三维磁链数据|显示热端口并设置公开中立端口参数是的．

`C`-电机外壳
机械

与电机外壳相关联的机械旋转保护端口。

`R`-电机转子
机械

与电机转子相关联的机械旋转保护端口。

`哈`—绕组散热接口
热

A绕组的保温端口。

依赖关系

若要启用此端口，请设置建模选项来显示热端口．

`乙肝`—绕组B热口
热

B绕组的保温口。

依赖关系

若要启用此端口，请设置建模选项来显示热端口．

`HC`—绕组C热口
热

C绕组的保温口。

依赖关系

若要启用此端口，请设置建模选项来显示热端口．

`人力资源`-转子热口
热

与转子相关的保温端口。

依赖关系

若要启用此端口，请设置建模选项来显示热端口．

参数

全部展开

`建模选项`-磁通和扭矩参数化方法
`二维偏导数数据|无热口`(默认)|`二维偏导数数据|显示热端口`|`三维偏导数数据|无热口`|`三维偏导数数据|显示热端口`|`4-D偏导数数据|无热口`|`4-D偏导数数据|显示热端口`|`三维磁链数据|无热口`|`三维磁链数据|显示热端口`

磁链和转矩的参数化方法。为了模拟铜电阻和铁损失将电能转换为热量的影响，请选择带有热端口的选项。

电气(二维偏导数数据参数化)

这个配置电参数对应于二维偏导数数据块参数化，有或没有热端口。如果使用块的3-D偏导数数据、4-D偏导数数据或3-D通量联动数据参数化，请参见电气(三维偏导数数据参数化)，电气(4-D偏导数数据参数化),或电气(三维磁链数据参数化)分别。

`参数化`-参数化方法
`假定互感常数与相电流和转子角度成表`(默认)|`假设正弦反电动势表与d和q轴电流`

选择参数化方法:

假定互感常数与相电流和转子角度成表-这种方法假定连接每个绕组的磁链只非线性地依赖于同一绕组中的电流，加上转子角度。
假设正弦反电动势表与d和q轴电流-这种方法假定连接每个绕组的磁链非线性地依赖于所有定子绕组电流。它还假定永磁链是正弦的。这个选项通常很适合内部磁铁永磁同步电动机(或ipmsm)。

`绕组类型`-定子绕组配置
`Wye-wound`(默认)|`Delta-wound`

选择定子绕组的配置:

Wye-wound—定子绕组是绕线的。
Delta-wound-定子绕组为三角绕组。的一个-phase用于连接端口一个而且b,b端口间相位b而且c和c端口间相位c而且一个．

`电流向量i`-电流矢量
`[- 2,0,2]一个`(默认)

对应于所提供的磁链偏导数的电流矢量。当前向量必须是双面的(有正负值)。

依赖关系

设置后，此参数才会显示参数化参数假定互感常数与相电流和转子角度成表．

`转子角度向量`-矢量转子角度
`[0,20,40,60]度`(默认)

转子角度的矢量，对应于所提供的磁链偏导数。向量必须从0开始。该值对应于a相磁通量与转子永磁峰值磁通量方向(直轴方向、或直轴方向)的对准角d设在)。最后一个值，Θ_马克斯，必须是转子角的磁链模式峰值再次。因此，极对数为360 /Θ_马克斯如果Θ_马克斯用度来表示。默认值对应6极对电机。

依赖关系

设置后，此参数才会显示参数化参数假定互感常数与相电流和转子角度成表．

`磁链偏导数wrt电流，dPhi(i， θ)/di`-磁链对电流的偏导数
`0.0002 * 1(3、4)Wb /`(默认)

磁链相对于电流偏导数的矩阵，定义为电流矢量和转子角矢量的函数。磁链是磁链乘以绕组匝数。该默认值对应于特殊情况，即定子电感不依赖于定子电流或转子角度。

依赖关系

设置后，此参数才会显示参数化参数假定互感常数与相电流和转子角度成表．

`磁链偏导数wrt角，dPhi(i，)/dtheta`-磁链对角度的偏导数
`[0， -0.16, 0.16, 0;0， -0.16, 0.16, 0;0， -0.16, 0.16, 0]Wb / rad`(默认)

磁链偏导数关于转子角度的矩阵，定义为电流矢量和转子角度矢量的函数。磁链是磁链乘以绕组匝数。默认值为[0， -0.16, 0.16, 0;0， -0.16, 0.16, 0;0， -0.16, 0.16, 0]Wb/rad，对应于定子电感不依赖于定子电流的特殊情况。

依赖关系

设置后，此参数才会显示参数化参数假定互感常数与相电流和转子角度成表．

`直轴电流矢量，id`-直轴电流矢量
`[- 200,0,200]一个`(默认)

向量的d-轴电流对应于所提供的电感。当前向量必须是双面的(有正负值)。

依赖关系

设置后，此参数才会显示参数化参数假设正弦反电动势表与d和q轴电流．

`正交轴电流矢量，iq`-正交轴电流矢量
`[- 200,0,200]一个`(默认)

向量的问-轴电流对应于所提供的电感。当前向量必须是双面的(有正负值)。

依赖关系

设置后，此参数才会显示参数化参数假设正弦反电动势表与d和q轴电流．

`Ld矩阵，Ld(id,iq)`- Ld矩阵
`0.0002 * 1 (3)H`(默认)

的矩阵d-轴电感相对于电流，定义为的函数d设在和问-轴电流向量。

依赖关系

设置后，此参数才会显示参数化参数假设正弦反电动势表与d和q轴电流．

`Lq矩阵，Lq(id,iq)`- Lq矩阵
`0.0002 * 1 (3)H`(默认)

的矩阵问-轴电感相对于电流，定义为的函数d设在和问-轴电流向量。

依赖关系

设置后，此参数才会显示参数化参数假设正弦反电动势表与d和q轴电流．

`永磁磁链，PM(id,iq)`-永磁磁链
`0.1 * 1 (3)白平衡`(默认)

永磁磁通连杆相对于电流的矩阵，定义为的函数d设在和问-轴电流向量。磁链是磁链乘以绕组匝数。

依赖关系

设置后，此参数才会显示参数化参数假设正弦反电动势表与d和q轴电流．

`极对数`—极对数
`6`(默认)

永磁电机极对数。

依赖关系

设置后，此参数才会显示参数化参数假设正弦反电动势表与d和q轴电流．

`计算扭矩矩阵?`-电磁转矩数据规范
`是的`(默认)|`否-直接指定`

说明电磁转矩数据的提供方式:

是-块计算扭矩从磁链信息，作为电流和转子角度的函数。
否-直接指定—直接输入电磁转矩数据扭矩矩阵，T(i，)参数。

依赖关系

设置后，此参数才会显示参数化参数假定互感常数与相电流和转子角度成表．如果你设置参数化参数假设正弦反电动势表与d和q轴电流时，扭矩方程根据所提供的矩阵显式表示。

`扭矩矩阵，T(i，)`-扭矩矩阵
`0 (3,3,3,4)N * m`(默认)

指定应用于转子的电磁转矩矩阵，作为电流和转子角度的函数。该参数仅当计算扭矩矩阵?设置为否-直接指定．

依赖关系

设置后，此参数才会显示计算扭矩矩阵?参数否-直接指定．

`插值法`-插值法
`线性光滑的`(默认)

当输入值在两个连续网格点之间时，选择以下插值方法之一来逼近输出值:

线性-使用线性算法的扩展多维插值。选择此选项可获得最佳性能。
光滑的—采用改进的Akima插值算法。选择此选项可生成具有连续一阶导数的连续曲面。

有关插值方法的更多信息，请参见PS查阅表(2D)块引用页。

`每相定子电阻，Rs`-每相定子电阻
`0.013欧姆`(默认)

每个定子绕组的电阻。

`定子互感，Ms`-定子互感
`0.00002H`(默认)

定子-定子互感，假定它与电流和转子角度无关。

依赖关系

设置后，此参数才会显示参数化参数假定互感常数与相电流和转子角度成表．

`定子零序电感，L0`-定子零序电感
`0.00016H`(默认)

零序电感。

依赖关系

若要启用该参数，请设置参数化来假设正弦反电动势表与d和q轴电流．

电气(三维偏导数数据参数化)

这个配置电参数对应于三维偏导数数据块变量，有或没有热端口。如果使用块的2-D偏导数数据、4-D偏导数数据或3-D通量联动数据参数化，请参见电气(二维偏导数数据参数化)，电气(4-D偏导数数据参数化),或电气(三维磁链数据参数化)分别。

`绕组类型`-定子绕组配置
`Wye-wound`(默认)|`Delta-wound`

选择定子绕组的配置:

Wye-wound—定子绕组是绕线的。
Delta-wound-定子绕组为三角绕组。的一个-phase用于连接端口一个而且b,b端口间相位b而且c和c端口间相位c而且一个．

`直轴电流矢量，iD`-直轴电流矢量
`[- 200,0,200]一个`(默认)

与所提供的磁链偏导数相对应的直轴电流矢量。当前向量必须是双面的(有正负值)。

`四轴电流矢量，iQ`-正交轴电流矢量
`[- 200,0,200]一个`(默认)

对应于所提供的磁链偏导数的四轴电流矢量。当前向量必须是双面的(有正负值)。

`转子角度向量`-转子角矢量
`[0,20,40,60]度`(默认)

`a相通量联动偏导数wrt iA, dPhiA(id,iq,theta)/diA`- a相通量链对iA的偏导数
`0 (3,3,4)Wb /`(默认)

A相磁链偏导数关于绕组A中的电流的矩阵，定义为两个电流矢量和转子角矢量的函数。磁链是磁链乘以绕组匝数。

`a相通量联动偏导数wrt iB, dPhiA(id,iq,theta)/diB`- a相通量链对iB的偏导数
`0 (3,3,4)Wb /`(默认)

a相磁链偏导数关于绕组B电流的矩阵，定义为两个电流矢量和转子角矢量的函数。磁链是磁链乘以绕组匝数。

`a相通量联动偏导数wrt iC, dPhiA(id,iq,theta)/diC`- a相通量链对iC的偏导数
`0 (3,3,4)Wb /`(默认)

a相磁链偏导数关于绕组C电流的矩阵，定义为两个电流矢量和转子角矢量的函数。磁链是磁链乘以绕组匝数。

`a相通量联动偏导数wrt角，dPhiA(id,iq,theta)/dtheta`- a相磁链相对角度的偏导数
`0 (3,3,4)Wb / rad`(默认)

a相磁链偏导数相对于转子角度的矩阵，定义为两个电流矢量和转子角度矢量的函数。磁链是磁链乘以绕组匝数。

`力矩矩阵，T(id,iq，)`-扭矩矩阵
`0 (3,3,4)N * m`(默认)

指定应用于转子的电磁转矩矩阵，作为两个电流和转子角度的函数。

`插值法`-插值法
`线性`(默认)|`光滑的`

当输入值在两个连续网格点之间时，选择以下插值方法之一来逼近输出值:

线性-使用线性算法的扩展多维插值。选择此选项可获得最佳性能。
光滑的—采用改进的Akima插值算法。选择此选项可生成具有连续一阶导数的连续曲面。

有关插值方法的更多信息，请参见PS查阅表(3D)块引用页。

`每相定子电阻，Rs`-每相定子电阻
`0.013欧姆`(默认)

每个定子绕组的电阻。

电气(4-D偏导数数据参数化)

这个配置电参数对应于4-D偏导数数据块变量，有或没有热端口。如果使用块的2-D偏导数数据、3-D偏导数数据或3-D通量联动数据参数化，请参见电气(二维偏导数数据参数化)，电气(三维偏导数数据参数化),或电气(三维磁链数据参数化)分别。

`绕组类型`-定子绕组配置
`Wye-wound`(默认)|`Delta-wound`

选择定子绕组的配置:

Wye-wound—定子绕组是绕线的。
Delta-wound-定子绕组为三角绕组。的一个-phase用于连接端口一个而且b,b端口间相位b而且c和c端口间相位c而且一个．

`a相电流矢量iA`- a相电流矢量
`[- 200,0,200]一个`(默认)

对应于所提供的磁链偏导数的a相电流矢量。当前向量必须是双面的(有正负值)。

`b相电流矢量，iB`- b相电流矢量
`[- 200,0,200]一个`(默认)

对应于所提供的磁链偏导数的b相电流矢量。当前向量必须是双面的(有正负值)。

`c相电流矢量，iC`- c相电流矢量
`[- 200,0,200]一个`(默认)

对应于所提供的磁链偏导数的c相电流矢量。当前向量必须是双面的(有正负值)。

`转子角度向量`-转子角矢量
`[0,20,40,60]度`(默认)

`a相通量链偏导数wrt iA, dPhiA(iA,iB,iC,theta)/diA`- a相通量链对iA的偏导数
`0 (3,3,3,4)Wb /`(默认)

A相磁链相对于绕组A中的电流偏导数的矩阵，定义为三个电流矢量和转子角矢量的函数。磁链是磁链乘以绕组匝数。

`a相通量链偏导数wrt iB, dPhiA(iA,iB,iC,theta)/diB`- a相通量链对iB的偏导数
`0 (3,3,3,4)Wb /`(默认)

a相磁链相对于绕组B电流偏导数的矩阵，定义为三个电流矢量和转子角矢量的函数。磁链是磁链乘以绕组匝数。

`a相通量链偏导数wrt iC, dPhiA(iA,iB,iC,theta)/diC`- a相通量链对iC的偏导数
`0 (3,3,3,4)Wb /`(默认)

a相磁链偏导数相对于绕组C中的电流的矩阵，定义为三个电流矢量和转子角矢量的函数。磁链是磁链乘以绕组匝数。

`a相通量联动偏导数wrt角，dPhiAiA,iB,iC,theta)/dtheta`- a相磁链相对角度的偏导数
`0 (3,3,3,4)Wb / rad`(默认)

a相磁链偏导数相对于转子角度的矩阵，定义为三个电流矢量和转子角度矢量的函数。磁链是磁链乘以绕组匝数。

`力矩矩阵，T(iA,iB,iC,theta)`-扭矩矩阵
`0 (3,3,3,4)N * m`(默认)

指定应用于转子的电磁转矩矩阵，作为三个电流和转子角度的函数。

`插值法`-插值法
`线性`(默认)|`光滑的`

当输入值在两个连续网格点之间时，选择以下插值方法之一来逼近输出值:

线性-使用线性算法的扩展多维插值。选择此选项可获得最佳性能。
光滑的—采用改进的Akima插值算法。选择此选项可生成具有连续一阶导数的连续曲面。

有关插值方法的更多信息，请参见PS查阅表(3D)块引用页。

`每相定子电阻，Rs`-每相定子电阻
`0.013欧姆`(默认)

每个定子绕组的电阻。

电气(三维磁链数据参数化)

这个配置电参数对应于3-D Flux Linkage Data块变量，有或没有热端口。如果使用块的2-D偏导数数据、3-D偏导数数据或4-D偏导数数据参数化，请参见电气(二维偏导数数据参数化)，电气(三维偏导数数据参数化),或电气(4-D偏导数数据参数化),分别。

`磁链数据格式`—通量联动数据格式
`D轴和Q轴磁通连杆与D轴电流(iD)、Q轴电流(iQ)和转子角度(theta)的函数`(默认)|`D和Q轴磁链与峰值电流幅值(I)、电流推进角(B)和转子角(theta)的函数关系`|`a相磁链是d轴电流(iD)， q轴电流(iQ)和转子角度(theta)的函数`|`a相磁链是峰值电流幅值(I)、电流前进角(B)和转子角(theta)的函数`

选择FE工具使用的通量联动数据格式:

D轴和Q轴磁通连杆与D轴电流(iD)、Q轴电流(iQ)和转子角度(theta)的函数
D和Q轴磁链与峰值电流幅值(I)、电流推进角(B)和转子角(theta)的函数关系
a相磁链是d轴电流(iD)， q轴电流(iQ)和转子角度(theta)的函数
a相磁链是峰值电流幅值(I)、电流前进角(B)和转子角(theta)的函数

`绕组类型`-定子绕组配置
`Wye-wound`(默认)|`Delta-wound`

选择定子绕组的配置:

Wye-wound—定子绕组是绕线的。
Delta-wound-定子绕组为三角绕组。的一个-phase用于连接端口一个而且b,b端口间相位b而且c和c端口间相位c而且一个．

`公开中立端口`-中立端口可见性
`没有`(默认)|`是的`

是否暴露块的中立端口。

如果暴露中性端口，该块还模拟零序列电流。的参数表示零序列定子零序电感，L0参数。当你用iD而且智商，或在电流大小和相位推进方面，没有关于零序电流非线性依赖的信息，并且块引入了一个近似度。要获得更精确的结果，特别是对于大的零序电流，请使用4-D偏导数数据参数化的选择。

依赖关系

若要启用该参数，请设置绕组类型参数Wye-wound．

`极对数`—极对数
`4`(默认)

永磁电机极对数。默认值为4．

`Park的表格数据惯例`- Park的表格数据约定
`Q引D，转子角从a相到D轴测量`(默认)|`Q引D，转子角测量从a相到Q轴`|`D导Q，转子角从a相到D轴测量`|`D导Q，转子角从a相到Q轴测量`

选择给定的Park变换映射的顺序和参考角度dq数据到三个绕组。

Q引D，转子角从a相到D轴测量-角测量的正交-直接变换d轴。
Q引D，转子角测量从a相到Q轴-角测量的正交-直接变换问轴。
D导Q，转子角从a相到D轴测量-用角度测量的直接正交变换d轴。
D导Q，转子角从a相到Q轴测量-用角度测量的直接正交变换问轴。

`直轴电流矢量，iD`-直轴电流矢量
`[- 200,0,200]一个`(默认)

直轴电流矢量，其中磁链被制成表格。当前向量必须是双面的(有正负值)。

依赖关系

设置后，此参数才会显示磁链数据格式参数D轴和Q轴磁通连杆与D轴电流(iD)、Q轴电流(iQ)和转子角度(theta)的函数或a相磁链是d轴电流(iD)， q轴电流(iQ)和转子角度(theta)的函数．

`四轴电流矢量，iQ`-正交轴电流矢量
`[- 200,0,200]一个`(默认)

积分轴电流矢量，其中磁链被制成表格。当前向量必须是双面的(有正负值)。

依赖关系

`峰值电流大小矢量I`-峰值电流幅度矢量
`[0,100,200]一个`(默认)

磁链被制成表的电流大小的行向量。第一个元素必须是0。相邻的电流值应该相对于磁饱和开始发生时的电流值小。这是因为导出的通量偏导数在零电流下定义不清，因此在第一个非零电流下计算。

依赖关系

设置后，此参数才会显示磁链数据格式参数D和Q轴磁链与峰值电流幅值(I)、电流推进角(B)和转子角(theta)的函数关系或a相磁链是峰值电流幅值(I)、电流前进角(B)和转子角(theta)的函数．

`当前前进角，B`-电流提前角
`[-180， -90, 0, 90, 180]度`(默认)

磁链被制表的当前前进角值的行向量。电流推进角定义为电流引导正交(Q)轴的角度。

依赖关系

`转子角度向量`-转子角矢量
`[[0, 5, 10, 15, 20, 25, 30]度`(默认)

转子角度矢量，其中磁链被制成表。向量必须从0开始。该值对应于a相磁通量与转子永磁峰值磁通量方向(直轴方向、或直轴方向)的对准角d设在)。最后一个值，Θ_马克斯，必须是转子角的磁链模式峰值再次。因此，极对数为360 /Θ_马克斯如果Θ_马克斯用度来表示。默认值对应4极对电机。

如果磁链数据格式是D轴和Q轴磁通连杆与D轴电流(iD)、Q轴电流(iQ)和转子角度(theta)的函数或D和Q轴磁链与峰值电流幅值(I)、电流推进角(B)和转子角(theta)的函数关系(即如果将D和Q磁链数据制成表格)，则转子角矢量必须有四个或更多点，且范围为0到120/N度,N是极点对的数目。如果磁链数据格式是a相磁链是d轴电流(iD)， q轴电流(iQ)和转子角度(theta)的函数或a相磁链是峰值电流幅值(I)、电流前进角(B)和转子角(theta)的函数(即如果将a相磁链数据制成表)，则转子角矢量必须有3n+1分，其中n>=2，取值范围为0 ~ 360/3/N度。