表面安装永磁同步电动机

具有正弦反电动势的三相外永磁同步电动机

图书馆：
动力总成/推进/电机和变频器
电机控制模块组/电气系统/电机

描述

这个表面安装永磁同步电动机实现了一种具有正弦反电动势的三相外置永磁同步电动机(PMSM)。该块使用三相输入电压来调节单个相电流，允许控制电机的扭矩或速度。

默认情况下，块将设置模拟类型参数连续在模拟过程中使用连续的采样时间。如果您想为固定步长双精度和单精度目标生成代码，请考虑将参数设置为离散. 然后指定一个采样时间，Ts参数。

在参数选项卡，如果您选择反电动势或转矩常数，块实现其中一个方程来计算永久磁链常数。

设置	方程式
`反电动势`	$λ_{p m} = \frac{1}{\sqrt{三}} \cdot \frac{K_{e}}{1000 P} \cdot \frac{60}{2 π}$
`转矩常数`	$λ_{p m} = \frac{2}{三} \cdot \frac{K_{t}}{P}$

电机结构

这张图显示了电机结构上的单极对电机。

由永磁体产生的电机磁场使磁通随电机角度的正弦变化率变化。

对于axes约定一-电机角度变化时，相位和永磁磁通量对齐θ_r是零。

三相正弦电气系统模型

该模块实现这些方程式，以电机磁通参考系（dq参考系）表示。电机参考系中的所有量均参考定子。

$\begin{array}{l} ω_{e} = P ω_{m} \\ \frac{d}{d t} 我_{d} = \frac{1}{L_{d}} 五_{d} - \frac{R}{L_{d}} 我_{d} + \frac{L_{q}}{L_{d}} P ω_{m} 我_{q} \end{array}$

$\frac{d}{d t} 我_{q} = \frac{1}{L_{q}} 五_{q} - \frac{R}{L_{q}} 我_{q} - \frac{L_{d}}{L_{q}} P ω_{m} 我_{d} - \frac{λ_{p m} P ω_{m}}{L_{q}}$

$T_{e} = 1.5 P [λ_{p m} 我_{q} + (L_{d} - L_{q}) 我_{d} 我_{q}]$

这个L_q和L_d电感表示由于电机磁铁的显著性，相电感和电机位置之间的关系。对于表面贴装的PMSM， $L_{d} = L_{q}$ .

方程式使用这些变量。

L_q,L_d	q轴和d轴电感(H)
R	定子绕组的电阻（欧姆）
我_q,我_d	q轴和d轴电流（A）
五_q,五_d	q轴和d轴电压(V)
ω_m	电机机械角速度(rad/s)
ω_e	电机的角电速度（rad/s）
λ_下午	永磁磁链（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	扭矩常数（N·m/A）
P	极对数
T_e	电磁转矩(Nm)
Θ_e	电角度（rad）

机械系统

电机角速度为:

$\begin{matrix} \frac{d}{d t} ω_{m} = \frac{1}{J} (T_{e} - T_{f} - F ω_{m} - T_{m}) \\ \frac{d θ_{m}}{d t} = ω_{m} \end{matrix}$

方程式使用这些变量。

J	电机与负载组合惯量(kgm^2)
F	电机与负载的组合粘性摩擦力（N·m/（rad/s））
θ_m	电机机械角位(rad)
T_m	电机轴扭矩（Nm）
T_e	电磁转矩(Nm)
T_f	电机轴静摩擦力矩(Nm)
ω_m	电机机械角速度(rad/s)

电力会计

对于功率计算，块实现这些等式。

总线信号			描述	变量	方程
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd`-块之间传输的功率正信号表示流向阻塞负信号表示油流从堵塞中流出	`PwrMtr`	机械功率	P_非常贴切	$P_{m o t} = - ω_{m} T_{e}$
	`PwrTrnsfrd`-块之间传输的功率正信号表示流向阻塞负信号表示油流从堵塞中流出	`PwrBus`	电力	P_公共汽车	$P_{b u} = 五_{一 n} 我_{一} + 五_{b n} 我_{b} + 五_{c n} 我_{c}$
	`PwrNotTrnsfrd`-权力越过挡块边界，但未转移正信号表示输入负信号表示丢失	`PwrElecLoss`	有功功率损耗	P_加热器	$P_{e l e c} = - \frac{三}{2} (R_{} 我_{d}^{2} + R_{} 我_{q}^{2})$
	`PwrNotTrnsfrd`-权力越过挡块边界，但未转移正信号表示输入负信号表示丢失	`PwrMechLoss`	机械功率损失	P_机械工程	当端口配置被设置为`转矩`: $P_{m e c h} = - (ω_{m}^{2} F + \| ω_{m} \| T_{f})$ 当端口配置被设置为`速度`: $P_{m e c h} = 0$
	`PwrStored`-储能变化率积极信号表明增长负面信号表明下降	`PwrMtrStored`	存储电机功率	P_str	$P_{t r} = P_{b u} + P_{m o t} + P_{e l e c} + P_{m e c h}$

方程式使用这些变量。

R	定子电阻(欧姆)
我_一,我_b,我_c	定子a、b、c相电流(a)
我_平方,我_sd	定子q轴和d轴电流（A）
五_一个,五_bn,五_cn	定子a、b和c相电压（V）
ω_m	电机机械角速度(rad/s)
F	电机和负载组合粘性阻尼N·m/（rad/s）
T_e	电磁转矩(Nm)
T_f	电机与负载摩擦力矩(Nm)

港口

输入

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`LdTrq`-电动机负载转矩
`标量`

电机轴上的负载扭矩，T_m，单位：N·m。

依赖关系

要创建此端口，请选择转矩为端口配置参数。

`社民党`-电机轴速度
`标量`

电机的角速度，ω_m在rad / s。

依赖关系

要创建此端口，请选择速度为端口配置参数。

`PhaseVolt`-定子端电压
`1`——- - - - - -`三`数组

定子端子电压，五_一,五_b，及五_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
`iStator`			定子相电流A	我_一	A
`IbStator`			定子相电流B	我_b	A
`IcStator`			定子相电流C	我_c	A
`同步`			直轴电流	我_d	A
`IqSync`			交轴电流	我_q	A
`VdSync`			直轴电压	五_d	五
`VqSync`			交轴电压	五_q	五
`MtrSpd`			电动机的角机械速度	ω_m	rad /秒
`MtrPos`			电机机械角位	θ_m	拉德
`MtrTrq`			电磁转矩	T_e	N·m
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd`	`PwrMtr`	机械功率	P_非常贴切	W
	`PwrTrnsfrd`	`PwrBus`	电力	P_公共汽车	W
	`PwrNotTrnsfrd`	`PwrElecLoss`	有功功率损耗	P_加热器	W
	`PwrNotTrnsfrd`	`PwrMechLoss`	机械功率损失	P_机械工程	W
	`PwrStored`	`PwrMtrStored`	存储电机功率	P_str	W

`相控器`-a、b、c相电流
`1`——- - - - - -`三`数组

a、b、c相电流，我_一,我_b，及我_c,在一个。

`MtrTrq`-电机转矩
`标量`

电机转矩,T_地铁，单位：N·m。

依赖关系

要创建此端口，请选择速度为机械输入配置参数。

`MtrSpd`-电机转速
`标量`

电机的角速度，ω_地铁在rad / s。

依赖关系

要创建此端口，请选择转矩为机械输入配置参数。

参数

全部展开

块选项

`机械输入配置`-选择端口配置
`转矩`(默认)|`速度`

此表总结了端口配置。

端口配置	创建输入端口	创建输出端口
`转矩`	`LdTrq`	`MtrSpd`
`速度`	`社民党`	`MtrTrq`

`模拟类型`-选择模拟类型
`连续`(默认)|`离散`

默认情况下，该块在模拟期间使用连续的采样时间。如果您想为单精度目标生成代码，请考虑将参数设置为离散.

依赖关系

设置模拟类型来离散创造采样时间，Ts参数。

`采样时间（Ts）`-离散积分的采样时间
`标量`

离散模拟的积分采样时间，单位为s。

依赖关系

设置模拟类型来离散创造采样时间，Ts参数。

荷载参数

`文件`-电机参数“.m”或“.mat”文件的路径
`标量`

输入使用电机控制块集保存的电机参数“.m”或“.mat”文件的路径™ 参数估计工具。您也可以单击浏览按钮来导航并选择。m”或“。m一t" file, and update文件具有文件名和路径的参数。有关电机参数估计过程的详细信息，请参阅使用推荐硬件估计PMSM参数.

从文件加载-点击此按钮可从“”读取估计的电机参数。m”或“。m一t" file (indicated by the文件参数），并将其加载到电机块。
保存到文件-点击此按钮从电机块读取电机参数并将其保存到“”中。m”或“。m一t" file (with a file name and location that you specify in the文件参数）。

注

在你点击保存到文件按钮中，确保目标文件名文件参数的扩展名为“.m”或“.mat”。如果使用任何其他文件扩展名，则块将显示错误消息。

参数

`极对数（P）`-极对
`标量`

电机极对，P.

`每相定子相电阻(Rs)`——电阻
`标量`

每相定子相电阻，R在欧姆。

`定子d轴电感（Ldq_3;）`——电感
`标量`

定子电感，L_dq，在H。

`永久磁链常数(lambda_pm)`-通量
`标量`

永久磁链常数，λ_下午在世行。

`反电势恒定(客)`-反电动势
`标量`

反电动势，K_e，在峰值Vpk_LL/krpm。Vpk_LL是峰值电压线对线测量。

为了计算永久磁链常数，模块实现了该方程。

$λ_{p m} = \frac{1}{\sqrt{三}} \cdot \frac{K_{e}}{1000 P} \cdot \frac{60}{2 π}$

`转矩常数(Kt)`——转矩常数
`标量`

转矩常数,K_t，以N·m/A为单位。

为了计算永久磁链常数，模块实现了该方程。

$λ_{p m} = \frac{2}{三} \cdot \frac{K_{t}}{P}$

`物理惯性、粘性阻尼和静摩擦（机械）`-惯性，阻尼，摩擦
`向量`

电机机械性能:

惯性，J，单位为kg.m^2
粘性阻尼，F，单位为N·m/（rad/s）
静态摩擦,T_f，以N·m为单位

依赖关系

要启用该参数，请选择转矩配置参数。

初始值

`初始d轴和q轴电流(idq0)`-当前
`向量`

初始q轴和d轴电流，我_q，我_d,在一个。

`初始机械位置（θ_init）`——角
`标量`

初始电机角位置，θ_m0，以拉德表示。

`初始机械速度（ωu初始）`-速度
`标量`

电机的初始角速度，ω_m0在rad / s。

依赖关系

要启用该参数，请选择转矩配置参数。

参考文献

[1] 昆杜尔，P。电力系统稳定性与控制。纽约：麦格劳·希尔，1993年。

[2]安德森，pm。电力系统故障分析。新泽西州霍博肯：威利IEEE出版社，1995年。

扩展功能

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

R2017a中引入

表面安装永磁同步电动机

描述

电机结构

三相正弦电气系统模型

机械系统

电力会计

港口

输入

LdTrq-电动机负载转矩标量

依赖关系

社民党-电机轴速度标量

依赖关系

PhaseVolt-定子端电压1——- - - - - -三数组

输出

信息-总线信号公共汽车

相控器-a、b、c相电流1——- - - - - -三数组

MtrTrq-电机转矩标量

依赖关系

MtrSpd-电机转速标量

依赖关系

参数

机械输入配置-选择端口配置转矩(默认)|速度

模拟类型-选择模拟类型连续(默认)|离散

依赖关系

采样时间（Ts）-离散积分的采样时间标量

依赖关系

文件-电机参数“.m”或“.mat”文件的路径标量

极对数（P）-极对标量

每相定子相电阻(Rs)——电阻标量

定子d轴电感（Ldq_3;）——电感标量

永久磁链常数(lambda_pm)-通量标量

反电势恒定(客)-反电动势标量

转矩常数(Kt)——转矩常数标量

物理惯性、粘性阻尼和静摩擦（机械）-惯性，阻尼，摩擦向量

依赖关系

初始d轴和q轴电流(idq0)-当前向量

初始机械位置（θ_init）——角标量

初始机械速度（ωu初始）-速度标量

依赖关系

参考文献

扩展功能

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

电机控制块集文档

金宝app

无刷直流电动机控制简介

`LdTrq`-电动机负载转矩
`标量`

`社民党`-电机轴速度
`标量`

`PhaseVolt`-定子端电压
`1`——- - - - - -`三`数组

`信息`-总线信号
公共汽车

`相控器`-a、b、c相电流
`1`——- - - - - -`三`数组

`MtrTrq`-电机转矩
`标量`

`MtrSpd`-电机转速
`标量`

`机械输入配置`-选择端口配置
`转矩`(默认)|`速度`

`模拟类型`-选择模拟类型
`连续`(默认)|`离散`

`采样时间（Ts）`-离散积分的采样时间
`标量`

`文件`-电机参数“.m”或“.mat”文件的路径
`标量`

`极对数（P）`-极对
`标量`

`每相定子相电阻(Rs)`——电阻
`标量`

`定子d轴电感（Ldq_3;）`——电感
`标量`

`永久磁链常数(lambda_pm)`-通量
`标量`

`反电势恒定(客)`-反电动势
`标量`

`转矩常数(Kt)`——转矩常数
`标量`

`物理惯性、粘性阻尼和静摩擦（机械）`-惯性，阻尼，摩擦
`向量`

`初始d轴和q轴电流(idq0)`-当前
`向量`

`初始机械位置（θ_init）`——角
`标量`

`初始机械速度（ωu初始）`-速度
`标量`

C / c++代码生成
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