室内永磁同步电动机

三相永磁同步电动机内部与正弦电动势

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电机控制Blockset /电气系统/汽车

描述

的室内永磁同步电动机块实现了室内永磁同步电动机三相永磁同步电动机与正弦电动势。块使用三相输入电压来调节各个阶段电流,使电动机转矩和速度的控制。

默认情况下,块设置仿真类型参数连续在模拟使用连续采样时间。如果你想生成代码固定步双,单精度目标、考虑设置参数离散。然后指定一个样品时间,Ts参数。

在参数选项卡,如果你选择反电势块实现这个方程计算永久磁链恒定。

$λ_{p 米} = \frac{1}{\sqrt{3}} \cdot \frac{K_{e}}{1000年 P} \cdot \frac{60}{2 π}$

电机结构

这图显示了电机建设与一双单极电机。

电机磁场由于永久磁铁产生一个正弦通量的变化速度与运动角度。

轴的惯例,一个步和永磁电动机角度时通量是一致的θ_r是零。

电力系统三相正弦模型

块实现了这些方程,用马达通量参考系(dq坐标系)。运动参考系中所有量被称为定子。

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

$\frac{d}{d t} 我_{问} = \frac{1}{l_{问}} v_{问} - \frac{R}{l_{问}} 我_{问} - \frac{l_{d}}{l_{问}} P ω_{米} 我_{d} - \frac{λ_{p 米} P ω_{米}}{l_{问}}$

$T_{e} = 1.5 P (λ_{p 米} 我_{问} + (l_{d} - l_{问}) 我_{d} 我_{问}]$

的l_问和l_d电感代表之间的关系相电感和电动机的位置由于电动机的特点。

方程使用这些变量。

l_问,l_d	问,d-axis电感(H)
R	定子绕组的电阻(欧姆)
我_问,我_d	问,d-axis电流(A)
v_问,v_d	问,d-axis电压(V)
ω_米	角机械运动(rad / s)的速度
ω_e	角电马达(rad / s)的速度
λ_点	永久磁链恒定(Wb)
K_e	电动势(EMF) (Vpk_LL / krpm Vpk_LL峰值电压测量相间)
P	双极数
T_e	电磁转矩(Nm)
Θ_e	电角(rad)

机械系统

电机角速度是由:

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

方程使用这些变量。

J	结合惯性电机和负载(kgm ^ 2)
F	结合电动机和负载的粘性摩擦(N·m / (rad / s))
θ_米	电机机械角位置(rad)
T_米	电机轴扭矩(Nm)
T_e	电磁转矩(Nm)
T_f	电机轴的静态摩擦力矩(Nm)
ω_米	角机械运动(rad / s)的速度

权力的会计

电力会计、块实现了这些方程。

总线信号			描述	变量	方程
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd`——权力之间传输块积极的信号显示流入块块的负面信号表明流出	`PwrMtr`	机械功率	P_非常贴切	$P_{米 o t} = - ω_{米} T_{e}$
	`PwrTrnsfrd`——权力之间传输块积极的信号显示流入块块的负面信号表明流出	`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`——权力越过边界,但不转移积极的信号显示一个输入消极的信号表明损失	`PwrElecLoss`	有功功率损耗	P_加热器	$P_{e l e c} = - \frac{3}{2} (R_{年代} 我_{年代 d}^{2} + R_{年代} 我_{年代问}^{2})$
	`PwrNotTrnsfrd`——权力越过边界,但不转移积极的信号显示一个输入消极的信号表明损失	`PwrMechLoss`	机械功率损失	P_机械工程	当端口配置被设置为`转矩`: $P_{米 e c h} = - (ω_{米}^{2} F + \| ω_{米} \| T_{f})$ 当端口配置被设置为`速度`: $P_{米 e c h} = 0$
	`PwrStored`——储存能量变化率积极的信号表明增加消极的信号表示减少	`PwrMtrStored`	存储电机功率	P_str	$P_{年代 t r} = P_{b u 年代} + P_{米 o t} + P_{e l e c} + P_{米 e c h}$

方程使用这些变量。

R_年代	定子电阻(欧姆)
我_一个,我_b,我_c	定子相a、b和c电流(a)
我_平方,我_sd	定子q -和d-axis电流(A)
v_一个,v_bn,v_cn	定子相a、b和c电压(V)
ω_米	角机械转子(rad / s)的速度
F	结合电动机和负载粘滞阻尼(N·m / (rad / s))
T_e	电磁转矩(Nm)
T_f	结合电动机和负载摩擦力矩(Nm)

振幅不变的dq变换

块使用这些方程来实现振幅不变dq转换,以确保dq和三个阶段振幅相等。

$(\begin{matrix} v_{年代 d} \\ v_{年代问} \end{matrix}] = \frac{2}{3} (\begin{matrix} 因为 (Θ_{d 一个}) & 因为 (Θ_{d 一个} - \frac{2 π}{3}) & 因为 (Θ_{d 一个} + \frac{2 π}{3}) \\ - 罪 (Θ_{d 一个}) & - 罪 (Θ_{d 一个} - \frac{2 π}{3}) & - 罪 (Θ_{d 一个} + \frac{2 π}{3}) \end{matrix}] (\begin{matrix} v_{一个} \\ v_{b} \\ v_{c} \end{matrix}]$

$(\begin{matrix} 我_{一个} \\ 我_{b} \\ 我_{c} \end{matrix}] = (\begin{matrix} 因为 (Θ_{d 一个}) & - 罪 (Θ_{d 一个}) \\ \begin{matrix} 因为 (Θ_{d 一个} - \frac{2 π}{3}) \\ 因为 (Θ_{d 一个} + \frac{2 π}{3}) \end{matrix} & \begin{matrix} - 罪 (Θ_{d 一个} - \frac{2 π}{3}) \\ - 罪 (Θ_{d 一个} + \frac{2 π}{3}) \end{matrix} \end{matrix}] (\begin{matrix} 我_{年代 d} \\ 我_{年代问} \end{matrix}]$

方程使用这些变量。

Θ_达	dq定子电角转子一个设在(rad)
v_平方,v_sd	定子问- - -d设在电压(V)
我_平方,我_sd	定子问- - -d设在电流(A)
v_一个,v_b,v_c	定子电压阶段一个,b,c(V)
我_一个,我_b,我_c	定子电流阶段一个,b,c(一)

港口

输入

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`LdTrq`——电动机负载转矩
`标量`

负载转矩电机轴,T_米在N·m。

依赖关系

创建这个端口,选择转矩为端口配置参数。

`社会民主党`——电动机轴转速
`标量`

角速度的电机,ω_米在rad / s。

依赖关系

创建这个端口,选择速度为端口配置参数。

`PhaseVolt`——定子终端电压
`1`——- - - - - -`3`数组

定子终端电压,V_一个,V_b,V_c在V。

依赖关系

创建这个端口,选择速度或转矩为端口配置参数。

输出

全部展开

`信息`——总线信号
公共汽车

总线信号包含这些块的计算。

信号			描述	变量	单位
`IaStator`			定子相电流一	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`			直轴电流	我_d	一个
`IqSync`			交轴电流	我_问	一个
`VdSync`			直轴电压	v_d	V
`VqSync`			交轴电压	v_问	V
`MtrSpd`			角机械马达的速度	ω_米	rad /秒
`MtrPos`			电机机械角位置	θ_米	rad
`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

`PhaseCurr`——阶段a, b, c电流
`1`——- - - - - -`3`数组

当前阶段a, b, c,我_一个,我_b,我_c,在一个。

`MtrTrq`——电动机转矩
`标量`

电机转矩,T_地铁在N·m。

依赖关系

创建这个端口,选择速度为机械输入配置参数。

`MtrSpd`——电动机转速
`标量`

角速度的电机,ω_地铁在rad / s。

依赖关系

创建这个端口,选择转矩为机械输入配置参数。

参数

全部展开

块的选择

`机械输入配置`——选择端口配置
`转矩`(默认)|`速度`

这个表总结了端口配置。

端口配置	创建输入端口	创建输出端口
`转矩`	`LdTrq`	`MtrSpd`
`速度`	`社会民主党`	`MtrTrq`

`仿真类型`——选择模拟类型
`连续`(默认)|`离散`

默认情况下,在模拟块使用连续采样时间。如果你想生成代码为单精度目标、考虑设置参数离散。

依赖关系

设置仿真类型来离散创建样品时间,Ts参数。

`样品时间(Ts)`——样品时间离散集成
`0.001`(默认)|`标量`

离散仿真集成样本时,s。

依赖关系

设置仿真类型来离散创建样品时间,Ts参数。

负载参数

`文件`——电动机参数之路”。m”或“。米一个t" file
文件名称

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浏览按钮来浏览并选择”。m”或“。米一个t" file, and update文件参数与文件名称和路径。相关运动参数估计过程中,明白了估计永磁同步电动机使用推荐的硬件参数。

从文件加载——点击这个按钮阅读估计运动参数”。m”或“。米一个t" file (indicated by the文件参数)和负载电机的块。
保存到文件——点击此按钮从电动机块读取电机参数并保存成一个”。m”或“。米一个t" file (with a file name and location that you specify in the文件参数)。

请注意

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

参数

`双极(P)`——双极
`4`(默认)|`标量`

电动机极对,P。

`每相定子相电阻(Rs)`——电阻
`0.02`(默认)|`标量`

每相定子相抵抗,R_年代在欧姆。

`定子d-axis和q-axis电感(Ldq)`——电感
`(1.7 e - 3 3.2 e - 3)`(默认)|`向量`

定子d-axis q-axis电感,l_d,l_问在H。

`永久磁链恒定(lambda_pm)`——通量
`0.2205`(默认)|`标量`

永久磁链恒定,λ_点在世行。

`反电势恒定(客)`——回电动势
`标量`

电动势,EMF,K_e在Vpk_LL / krpm。Vpk_LL峰值电压测量相间。

计算固定磁链恒定,块实现了这个方程。

$λ_{p 米} = \frac{1}{\sqrt{3}} \cdot \frac{K_{e}}{1000年 P} \cdot \frac{60}{2 π}$

`物理惯性、粘性阻尼和库仑摩擦(机械)`——惯量、阻尼、摩擦
`(0.002700,4.924的军医,0)`(默认)|`向量`

电机的机械性能:

惯性,J在kg.m ^ 2
粘滞阻尼,F在N·m / (rad / s)
静态摩擦,T_f在N·m

依赖关系

要启用该参数,选择转矩配置参数。

初始值

`初始d-axis和q-axis电流(idq0)`——当前
`[0 0]`(默认)|`向量`

最初的q -和d-axis电流,我_问,我_d,在一个。

`最初的机械位置(theta_init)`——角
`0`(默认)|`标量`

初始运动角位置,θ_m0在rad。

`初始机械速度(omega_init)`——速度
`0`(默认)|`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,选择转矩配置参数。

引用

[1]Kundur, P。电力系统稳定与控制。纽约:麦格劳希尔,1993。

安德森[2],p . M。断电力系统的分析。新泽西州霍博肯:Wiley-IEEE出版社,1995年。

室内永磁同步电动机

描述

电机结构

电力系统三相正弦模型

机械系统

权力的会计

振幅不变的dq变换

港口

输入

LdTrq——电动机负载转矩标量

依赖关系

社会民主党——电动机轴转速标量

依赖关系

PhaseVolt——定子终端电压1——- - - - - -3数组

依赖关系

输出

信息——总线信号公共汽车

PhaseCurr——阶段a, b, c电流1——- - - - - -3数组

MtrTrq——电动机转矩标量

依赖关系

MtrSpd——电动机转速标量

依赖关系

参数

机械输入配置——选择端口配置转矩(默认)|速度

仿真类型——选择模拟类型连续(默认)|离散

依赖关系

样品时间(Ts)——样品时间离散集成0.001(默认)|标量

依赖关系

文件——电动机参数之路”。m”或“。米一个t" file文件名称

双极(P)——双极4(默认)|标量

每相定子相电阻(Rs)——电阻0.02(默认)|标量

定子d-axis和q-axis电感(Ldq)——电感(1.7 e - 3 3.2 e - 3)(默认)|向量

永久磁链恒定(lambda_pm)——通量0.2205(默认)|标量

反电势恒定(客)——回电动势标量

物理惯性、粘性阻尼和库仑摩擦(机械)——惯量、阻尼、摩擦(0.002700,4.924的军医,0)(默认)|向量

依赖关系

初始d-axis和q-axis电流(idq0)——当前[0 0](默认)|向量

最初的机械位置(theta_init)——角0(默认)|标量

初始机械速度(omega_init)——速度0(默认)|标量

依赖关系

引用

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另请参阅

主题

`LdTrq`——电动机负载转矩
`标量`

`社会民主党`——电动机轴转速
`标量`

`PhaseVolt`——定子终端电压
`1`——- - - - - -`3`数组

`信息`——总线信号
公共汽车

`PhaseCurr`——阶段a, b, c电流
`1`——- - - - - -`3`数组

`MtrTrq`——电动机转矩
`标量`

`MtrSpd`——电动机转速
`标量`

`机械输入配置`——选择端口配置
`转矩`(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)`——样品时间离散集成
`0.001`(默认)|`标量`

`文件`——电动机参数之路”。m”或“。米一个t" file
文件名称

`双极(P)`——双极
`4`(默认)|`标量`

`每相定子相电阻(Rs)`——电阻
`0.02`(默认)|`标量`

`定子d-axis和q-axis电感(Ldq)`——电感
`(1.7 e - 3 3.2 e - 3)`(默认)|`向量`

`永久磁链恒定(lambda_pm)`——通量
`0.2205`(默认)|`标量`

`反电势恒定(客)`——回电动势
`标量`

`物理惯性、粘性阻尼和库仑摩擦(机械)`——惯量、阻尼、摩擦
`(0.002700,4.924的军医,0)`(默认)|`向量`

`初始d-axis和q-axis电流(idq0)`——当前
`[0 0]`(默认)|`向量`

`最初的机械位置(theta_init)`——角
`0`(默认)|`标量`

`初始机械速度(omega_init)`——速度
`0`(默认)|`标量`

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