ЭЦД2 - Двигатель синхронный с постоянными магнитами (1 л. сх.)



в палитре	на схеме

Назначение

Блок предназначен для моделирования синхронной машины с постоянными магнитами.

Описание

Модель синхронного двигателя с постоянными магнитами (СДПМ) основана на следующих уравнениях:

где:

R_s – активное сопротивление статора
L_d, L_q – индуктивности обмоток статора по осям d и q
u_d, i_d, Ψ_d – проекции напряжения, тока и потокосцепления статора на ось d
U_q, i_q, Ψ_q – проекции напряжения, тока и потокосцепления статора на ось q
Ψ_f – потокосцепление, создаваемое постоянным магнитом
ω_r – угловая скорость ротора
Z_p – число пар полюсов
T_e – электромагнитный момент
T_m – механический момент (момент сопротивления)
J – момент инерции
γ – угол положения ротора
F – коэффициент вязкого трения

В модели СДПМ насыщение и потери в стали не учитываются.

Модель СДПМ по отношению к электрической сети является источником тока. Фазные напряжения узла, к которому подключена СДПМ, преобразуются к двухфазной вращающейся системе координат; по выше приведенным уравнениям вычисляются токи статора; фазные токи получаются с помощью обратного преобразования координат. Данная реализация модели при исследовании режимов, связанных с отключением СДПМ от узла, может потребовать включения демпфирующей R или RC-цепочки параллельно СДПМ. Например, для напряжения 0.4 кВ порядок значения сопротивления R-цепочки 10⁴ Ом, в RC-цепочке порядок значения ёмкости 10^-7 Ф, сопротивления – единицы (десятки) Ом.

На порт «P_out» выводится массив значений параметров СДПМ:

первый элемент – ω_r угловая скорость, р/с
второй элемент – T_e электромагнитный момент, Н·м.

В модели предусмотрена возможность внешнего задания угловой скорости двигателя. Для этого свойство Задать скорость вместо момента устанавливается равным Да. Это позволяет производить вычисление скорости во внешней модели, например при помощи блоков библиотеки «Механика». При этом электромагнитный момент двигателя берется с порта «P_out».

Свойства


Название	Имя	Описание (опционально)
Тип	Type	Текстовое описание, удобное для работы с каталогом оборудования. Рекомендуется указывать стандартный тип двигателя и при необходимости дополнительную информацию, например, номинальное напряжение.
Номинальная частота вращения, об/мин	Nnom
Число пар полюсов	p
Момент инерции, кг·м²	J
Поток возбуждения, Вб	Fl
Сопротивление и индуктивности статора [Ld, Lq, Rs], [Гн, Гн, Ом]	Zs	Задается в виде массива из трех элементов: первый – индуктивность второй – индуктивность третий – активное сопротивление
Механические потери [T0, F], [Н·м, Н·м·с]	Tlos	Задается в виде массива из двух элементов: первый определяет потери независимые от угловой скорости (момент сухого трения) второй определяет линейную зависимость (коэффициент вязкого трения)
Начальное положение ротора и угловая скорость [γ0, ω0], [эл.гр., рад/с]	Init_M	Задается в виде массива из двух элементов первый – положение ротора второй – угловая скорость
Задать скорость вместо момента	M_w	Значения: Да/Нет. Если задано «Да», внутри модели уравнение движения не решается. Скорость задается внешним сигналом
Блокировать отрицательную угловую скорость ротора	Wlock	Значения: Да/Нет. Если задано «Да», при решении уравнения движения блокируется отрицательная скорость

Параметры


Название	Имя	Описание (опционально)
Частота вращения, об/мин	N_par
Электромагнитный момент, Н·м	Te_par

Порты


Имя	Описание	Тип линии связи
Входные порты
Tm, Н·м	Механический момент, Н·м. Присутствует, если свойство «Задать скорость вместо момента» имеет значение «Нет»	Математическая
ω, рад/с	Угловая скорость ротора. Присутствует, если свойство «Задать скорость вместо момента» имеет значение «Да»	Математическая
Выходные порты
P_out	Массив размерностью 2: первый элемент – ωr – угловая скорость, р/с второй элемент – Te – электромагнитный момент, Н·м.	Математическая
Ненаправленные порты
1	Порт для подключения блока к трехфазной однолинейной электрической цепи	Электрическая (однолинейная трехфазная именованная: a, b, c)

Примеры

Demo\Электрика\ЭЦ-Динамика v 2\Двигатели синхронные\СДПМ_пуск от сети.prt

Сопутствующие библиотеки

Механика

Сопряжения СДПМ с механикой аналогично как для асинхронного двигателя. Пример сопряжения:

Demo\Электрика\ЭЦ-Динамика v 2\Двигатели асинхронные\Трехфазный АД\Сопряжение с механикой.prt