Permanent Magnet DC Motor
带有电气和机械参数的直流电机模型
类型: AcausalElectricPowerSystems.Electromechanical.Brushed.DCMotor
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Permanent Magnet DC Motor 图书馆中的路径: |
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Wound DC Motor 图书馆中的路径: |
说明
直流电机*模块使用以下等效电路表示：
该模型的等效电路参数通过将*模型参数化*参数设置为 "通过等效电路参数 "来设置。电阻 对应 Armature resistance 参数中指定的电阻。电感 对应*电感*参数中指定的电感。
通过将 磁场类型 参数设置为所需值，可以指定电机磁场的产生方式。电机的永久磁铁会在电枢 中产生反向电磁场：
其中 为反 EMF 系数（反 EMF 常数）， 为角速度。
根据表达式，电机产生的转矩 与电机电流 成正比：
其中 是扭矩常数。
在直流电机组中，假定没有电磁损耗。这意味着机械功率等于电枢的电功率。将这两个条件相等即可得出
因此，区块参数要么指定 ，要么指定 。
如果磁场由流过绕组的电流产生，*Back-emf 常数*取决于励磁电流 ：
其中 是转子和定子的互感（参数 场-电枢互感）。
直流电机*模块的机械特性与上图中给出的参数有关。当*模型参数化*设置为 "按失速转矩和空载转速 "或 "按额定负载和转速 "时，程序块将按以下方式求解等效电路参数：
-
在稳态模式下，电感 对 的转矩取决于转速 没有影响。
-
对电路中的电压求和，并重新写出 的表达式：
-
将 的值代入扭矩方程：
当*模型参数化*设置为 "通过失速转矩和空载转速 "时，设备将使用转矩和空载转速来确定 和 的值 （等同于 ）。
当*模型参数化*设置为 "按额定负载和转速 "时，程序块使用额定转速和功率计算额定扭矩。设备使用额定扭矩和空转速度来确定 和 的值。
程序块模拟电机惯性 和阻尼 ，适用于*模型参数化*的所有值。得出的扭矩等于
测量转子阻尼并不总是可行的，制造商的数据表中也并不总是标明其值。另一种方法是使用空载电流来计算转子阻尼值。
在空载模式下，电流产生的机械扭矩必须等于转子阻尼扭矩：
其中 为空载电流。如果*转子阻尼参数化*中选择了 "按空载电流"，则除速度-转矩方程外，还将使用该方程来确定 和方程中其他系数的值。
在确定*模型参数化*和 "按失速转矩和空载转速 "及 "按额定负载和转速 "选项的等效电路参数时，转子阻尼值（无论是直接给出还是以空载电流给出）都会被考虑在内。
当正电流从电气端口 + 流向 - 时，正扭矩从机械端口 C 作用于 R。
港口
+ - 正电枢触点
电
与直流电机正电枢触点相对应的电气端口。
- - 负电枢触点
电
与直流电机电枢负触点相对应的电气端口。
C - 电机外壳
旋转机械
与直流电机外壳相对应的旋转机械端口。
R 是电机的转子
旋转机械
与直流电机转子相对应的旋转机械端口。
F+ --磁场绕组的正触点
电力
与磁场绕组正触点相对应的电气端口。
依赖关系
要使用该端口，请将*磁场类型*参数设置为 "绕组"。
F- 是场绕组的负触点
`电量
与磁场绕组负触点相对应的电气端口。
依赖关系
要使用该端口，请将*磁场类型*参数设置为 "绕组"。
参数
电气扭矩
磁场类型 - 磁场类型
永久磁铁（默认） | 绕线
选择以下方式之一创建字段：
-
永磁体"- 直流电机的磁场由永磁体产生。
-
绕组" - 直流电机的磁场由磁场绕组产生。
模型参数化 - 块参数化类型
通过等效电路参数（默认）` | 通过失速转矩和空载转速 | `通过额定负载和转速
选择下列方法之一对程序块进行参数化：
-
按等效电路参数"- 按电机的等效电路参数。
-
选择下列方法之一为单元设置参数： "通过失速转矩和空载转速"，单元将其转换为等效电路参数。
-
通过额定负载和转速"- 通过额定功率和转速，设备将其转换为等效电路参数。
依赖关系
要使用此参数，请将*磁场类型*参数设置为 "永磁"。
场电阻 - 场绕组电阻
100 欧姆（默认值）
磁场绕组的电阻。
依赖关系
要使用此参数，请将 场类型 参数设置为 "绕组"。
*磁场电感*为磁场电感
1 Gn（默认值）
场绕组电感。
依赖关系
要使用此参数，请将 场类型 参数设置为 "绕组"。
场-电枢互感 - 转子和定子互感
0.15Gn（默认值）`。
转子和定子的互感。
依赖关系
要使用此参数，请将 磁场类型 参数设置为 "绕线"。
初始场电流 - 初始场电流
`0 A（默认值）
初始场电流。
依赖关系
要使用该参数，请将*场类型*参数设置为 "缠绕"。
电枢电阻 - 电枢电阻
3.9欧姆（默认值）。
电机电枢的电阻。
依赖关系
要使用该参数，请将 *模型参数化 * 设置为 "通过等效电路参数"。
电枢电感 - 电枢电感
12e-6Gn（默认值）。
电机电枢的电感。如果没有关于电感的信息，请将此参数设置为非零的小数。
定义反电势或扭矩常数 - 定义常数
指定反向力矩常数（默认）` | 指定扭矩常数`。
指定电机常数是反向电动势系数还是扭矩常数。以 SI 单位指定时，这些常数的值相同，因此在程序块对话框中只能指定其中一个。
依赖关系
要使用该参数，请将*模型参数化*参数设置为 "通过等效电路参数"。
反向电磁场常数 - 反向电磁场系数
0.000687549354157 V/(rad/s)（默认值）。
电机产生的 EMF 与电机转速的比值。
依赖关系
要使用此参数，请将 定义反向电磁场或转矩常数 设为 "指定反向电磁场常数"。
*扭矩常数*为扭矩常数
0.0006876N-m/A（默认值）"。
电机产生的扭矩与电流之比。
依赖关系
要使用该参数，请将 定义反向力矩或力矩常数 设为 "指定力矩常数"。
停转扭矩 - 启动扭矩
0.00024N-m（默认值）`。
速度为零时电机产生的扭矩。
依赖关系
要使用该参数，请将*模型参数化*设置为 "按失速转矩和空载转速"。
*空载速度*为空载速度
2000.1473rad/s（默认）`。
电机的空载速度。
依赖关系
要使用该参数，请将*模型参数化*设置为 "按额定负载和转速"。
*额定转速（额定负载时）"为额定转速
1570.7963rad/sec（默认值）`。
额定机械功率下的电机速度。
依赖关系
要使用此参数，请将*模型参数化*设置为 "按额定负载和转速"。
额定负载（机械功率） - 额定负载
0.08 W（默认值）。
电机在额定转速下的机械功率。
依赖关系
要使用该参数，请将*模型参数化*设置为 "按额定负载和转速"。
额定直流电源电压 - 额定直流电源电压
1.5 V（默认值）。
设置额定功率的电压。
依赖关系
要使用此参数，请将*模型参数化*设置为 "按失速转矩和空载转速或按额定负载和转速"。
转子阻尼参数化 - 转子阻尼参数化
按阻尼值（默认）` | 按空载电流`。
选择下列方式之一设置转子阻尼：
-
按阻尼值"- 使用*机械*组中的*转子阻尼*参数直接设置转子阻尼值。
-
按空载电流"- 设备根据空载电流*和空载电流测量时直流电源电压*参数的设定值计算转子阻尼。选择此选项后，*机械*组中的*转子阻尼*参数将不可用。
空载电流 - 空载电流
0（默认值）
指定用于计算转子阻尼的空载电流 A。
依赖关系
要使用此参数，请将 转子阻尼参数化 设置为 "按空载电流"。
测量空载电流时的直流电源电压 - 测量空载电流时的直流电源电压
1.5V（默认值）"。
设置与空载电流值相对应的直流电源电压，用于转子阻尼计算。
依赖关系
要使用该参数，请将 *转子阻尼参数化 * 设置为 "按空载电流"。