Universal Motor

电和转矩特性的通用（或串行）电机。

模块类型: AcausalElectricPowerSystems.Electromechanical.Brushed.UniversalMotor

库中的路径:

/Physical Modeling/Electrical/Electromechanical/Brushed Motors/Universal Motor

资料描述

座 Universal Motor 使用以下等效电路模拟通用（或串行）电机的电气特性和扭矩:

universal motor 1

在此图中

-电枢绕组电阻;
-电枢绕组的电感;
-励磁绕组的电阻;
-励磁绕组的电感。

如果*模型参数化*参数设置为 通过等效电路参数，则对该模型的等效电路的参数进行设置。座 Universal Motor 计算发动机扭矩如下:

*电机中的磁场会产生以下反电动势在电枢绕组:

+ 哪里 -相称性的常数，以及 -角速度。

*机械功率等于反电动势引起的功率:

*发动机扭矩:

通用电机模型的扭矩对速度的依赖性与上图中的参数有关。如果*模型参数化*参数设置为 通过直流额定功率，额定速度和最大扭矩 或 通过直流额定功率，额定速度和电力，则等效电路的参数计算如下:

*参数在使用直流电源时，它不会影响稳态模式下扭矩对速度的依赖性。

*电路中的电压求和:

*求解前面的方程并将该值代入扭矩的方程中。:

+ 单位使用额定的速度和力量计算额定的扭矩。单位使用额定扭矩和额定速度的值在前面的等式加上对应的电功率确定值和 .

如果*模型参数化*参数设置为 通过交流额定功率，额定速度，电流和电力，那么归纳项应该包含在模型中和 . 这需要有关总电感的RMS额定电流和电压的信息。

块模拟发动机的惯性和阻尼对于*模型参数化*参数的所有值。输出扭矩为:

该装置从机械端口*C*到*R*产生正扭矩。

模型的热效应

可以打开热端口来模拟能量转换为热量期间损失的影响。要打开热端口请选中*启用热端口*选项的复选框。

港口

非定向

# + — 正端子
电力

Details

与所述万向电机的正极端子连接的非定向端口。

程序使用名称

p

# – — 负端子
电力

Details

与所述万向电机的负极端子连接的非定向端口。

程序使用名称

n

# R — 发动机转子
旋转力学

Details

与通用电机的转子相连的机械无定向端口。

程序使用名称

rod_flange

# C — 发动机外壳
旋转力学

Details

与万向电机壳体连接的机械无定向端口。

程序使用名称

case_flange

# 高频,高频 — 励磁绕组的导热口
温暖

Details

励磁绕组的热端口。

依赖关系

要使用此端口，请选中*启用热端口*复选框。

程序使用名称

field_thermal_port

# 哈 — 电枢绕组的导热端口
温暖

Details

电枢绕组的导热端口。

依赖关系

要使用此端口，请选中*启用热端口*复选框。

程序使用名称

armature_thermal_port

参数

电磁转矩

# Model parameterization — 块的参数化
By equivalent circuit parameters | By DC rated power, rated speed & maximum torque | By DC rated power, rated speed & electrical power | By AC rated power, rated speed, current & electrical power

Details

选择以下块参数化方法之一:

通过等效电路参数 -设置等效电机电路模型的电气参数。
通过直流额定功率，额定转速和最大扭矩 -设置直流电源值和速度参数，该单元将其转换为等效电机电路模型。
通过直流额定功率，额定速度和电力 -设置交流电源和速度参数的值，该单元将其转换为等效电机电路模型。
通过交流额定功率，额定速度，电流和电力 -设置交流电源和速度参数的值，该单元将其转换为等效电机电路模型。

值	`By equivalent circuit parameters` \| `By DC rated power, rated speed & maximum torque` \| `By DC rated power, rated speed & electrical power` \| `By AC rated power, rated speed, current & electrical power`
默认值	`By DC rated power, rated speed & electrical power`
程序使用名称	`parameterization`
可计算	无

# Total armature and field winding resistance — 电枢绕组和励磁绕组的总电阻
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

Details

电枢绕组和励磁绕组的总电阻。

依赖关系

要使用此参数，请将*Model parameterization*参数设置为 通过等效电路参数.

计量单位	`Ohm` \| `mOhm` \| `kOhm` \| `MOhm` \| `GOhm`
默认值	`132.8 Ohm`
程序使用名称	`R_total`
可计算	是

# Back-emf constant — 反电动势比
V/(A*rad/s)

Details

电机产生的电压与电机的旋转速度之比。

依赖关系

要使用此参数，请将*Model parameterization*参数设置为 通过等效电路参数.

计量单位	`V/(A*rad/s)`
默认值	`0.1722 V/(A*rad/s)`
程序使用名称	`emf_constant`
可计算	是

Details

额定机械功率下的发动机转速。

依赖关系

要使用此参数，请将*Model parameterization*参数设置为 通过直流额定功率，额定转速和最大扭矩, 通过直流额定功率，额定速度和电力 或 通过交流额定功率，额定速度，电流和电力.

计量单位	`rad/s` \| `deg/s` \| `rad/min` \| `deg/min` \| `rpm` \| `rps`
默认值	`6500.0 rpm`
程序使用名称	`rated_angular_velocity`
可计算	是

# Rated load (mechanical power) — 额定负荷
W | uW | mW | kW | MW | GW | V*A | HP_DIN

Details

发动机在额定转速下设计的机械负载。

依赖关系

要使用此参数，请将*Model parameterization*参数设置为 通过直流额定功率，额定速度和最大扭矩, 通过直流额定功率，额定速度和电力 或 通过交流额定功率，额定速度，电流和电力.

计量单位	`W` \| `uW` \| `mW` \| `kW` \| `MW` \| `GW` \| `V*A` \| `HP_DIN`
默认值	`75.0 W`
程序使用名称	`P_m_rated`
可计算	是

# Rated DC supply voltage — 额定直流电源电压
V | uV | mV | kV | MV

Details

定额定功率的电压。

依赖关系

要使用此参数，请将*Model parameterization*参数设置为 通过直流额定功率，额定速度和最大扭矩 或 通过直流额定功率，额定速度和电力.

计量单位	`V` \| `uV` \| `mV` \| `kV` \| `MV`
默认值	`200.0 V`
程序使用名称	`V_DC_rated`
可计算	是

# Maximum (starting) torque — 最大扭矩
N*m | uN*m | mN*m | kN*m | MN*m | GN*m | kgf*m | lbf*in | lbf*ft

Details

发动机产生的最大扭矩。

依赖关系

要使用此参数，请将*Model parameterization*参数设置为 通过直流额定功率，额定速度和最大扭矩.

计量单位	`Nm` \| `uNm` \| `mNm` \| `kNm` \| `MNm` \| `GNm` \| `kgfm` \| `lbfin` \| `lbf*ft`
默认值	`0.39 N*m`
程序使用名称	`max_torque`
可计算	是

# Electrical power in at rated load — 额定机械功率下的电力
W | uW | mW | kW | MW | GW | V*A | HP_DIN

Details

电机在额定机械功率下消耗的电功率量。

依赖关系

要使用此参数，请将*Model parameterization*参数设置为 通过直流额定功率，额定速度和电力 或 通过交流额定功率，额定速度，电流和电力.

计量单位	`W` \| `uW` \| `mW` \| `kW` \| `MW` \| `GW` \| `V*A` \| `HP_DIN`
默认值	`160.0 W`
程序使用名称	`P_e_rated`
可计算	是

# RMS rated voltage — RMS额定电压
V | uV | mV | kV | MV

Details

电机由交流电供电时的RMS电源电压。

依赖关系

要使用此参数，请将*Model parameterization*参数设置为 通过交流额定功率，额定速度，电流和电力.

计量单位	`V` \| `uV` \| `mV` \| `kV` \| `MV`
默认值	`240.0 V`
程序使用名称	`V_AC_rated`
可计算	是

# RMS current at rated load — 额定负载时的RMS电流
A | pA | nA | uA | mA | kA | MA

Details

当电机在额定负载下由交流电供电时,均方根电流.

依赖关系

要使用此参数，请将*Model parameterization*参数设置为 通过交流额定功率，额定速度，电流和电力.

计量单位	`A` \| `pA` \| `nA` \| `uA` \| `mA` \| `kA` \| `MA`
默认值	`0.8 A`
程序使用名称	`I_AC_rated`
可计算	是

# AC frequency — 交流电的频率
Hz | kHz | MHz | GHz

Details

交流电源的频率。

依赖关系

要使用此参数，请将*Model parameterization*参数设置为 通过交流额定功率，额定速度，电流和电力.

计量单位	`Hz` \| `kHz` \| `MHz` \| `GHz`
默认值	`50.0 Hz`
程序使用名称	`f`
可计算	是

# Total armature and field winding inductance — 电枢绕组和励磁绕组的总电感
H | nH | uH | mH

Details

电枢绕组和励磁绕组的总电感。如果这个电感的值不知道，那么设置一个小的非零数字。

注意事项

您可以将*总电枢和场绕组感应*的值设置为零，但这只有在使用直流电源控制电机时才有意义。

依赖关系

要使用此参数，请将*Model parameterization*参数设置为 通过等效电路参数, 通过直流额定功率，额定转速和最大扭矩 或 通过直流额定功率，额定速度和电力.

计量单位	`H` \| `nH` \| `uH` \| `mH`
默认值	`0.525 H`
程序使用名称	`L_total`
可计算	是

机械

Details

转子对电机转速变化的阻力。值可以为零。

计量单位	`kgm^2` \| `gm^2` \| `kgcm^2` \| `gcm^2` \| `lbmin^2` \| `lbmft^2` \| `slugin^2` \| `slugft^2`
默认值	`2e-4 kg*m^2`
程序使用名称	`J`
可计算	是

# Rotor damping — 耗散的转子能量
N*m*s/rad | mN*m*s/rad | kN*m*s/rad | kgf*m*s/rad | lbf*ft*s/rad

Details

转子耗散的能量。值可以为零。

计量单位	`Nms/rad` \| `mNms/rad` \| `kNms/rad` \| `kgfms/rad` \| `lbffts/rad`
默认值	`1e-6 Nms/rad`
程序使用名称	`damping`
可计算	是

Details

模拟开始时转子的旋转速度。

计量单位	`rad/s` \| `deg/s` \| `rad/min` \| `deg/min` \| `rpm` \| `rps`
默认值	`0.0 rpm`
程序使用名称	`angular_velocity_start`
可计算	是

温度特性

# Field to armature resistance ratio, Rf/Ra — 励磁绕组和电枢绕组的电阻之比

Details

励磁绕组和电枢绕组的电阻之比。仅当使用电枢和励磁绕组的热端口时才需要此参数。它用于确定磁场和电枢绕组的各个电阻值，以便正确分配两个电阻产生的热量。

依赖关系

要使用此选项，请选中*启用热端口*复选框。

默认值	`1.0`
程序使用名称	`resistance_ratio`
可计算	是

Details

向量是包含系数的1乘2行在与温度有关的方程中. 第一元件对应于励磁绕组，而第二元件对应于电枢绕组。默认值适用于铜。

依赖关系

要使用此选项，请选中*启用热端口*复选框。

计量单位	`1/K` \| `1/degR` \| `1/deltaK` \| `1/deltadegC` \| `1/deltadegF` \| `1/deltadegR`
默认值	`[3.93e-3, 3.93e-3] 1/K`
程序使用名称	`alpha_vector`
可计算	是

Details

为其确定发动机参数的温度。

依赖关系

要使用此选项，请选中*启用热端口*复选框。

计量单位	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
默认值	`25.0 degC`
程序使用名称	`T_measurement`
可计算	是

热端口

# Enable thermal port — 打开热端口

Details

热效应的建模。

要启用热效应模拟，请将选项复选框设置为 已启用.

默认值	`false (关掉)`
程序使用名称	`has_thermal_port`
可计算	无

# Thermal masses, [Mf, Ma] — 热质量
J/K | kJ/K

Details

矢量是一个1乘2行，包含励磁绕组和电枢的热质量值。

热质量是将温度升高一度所需的能量。

依赖关系

要使用此选项，请选中*启用热端口*复选框。

计量单位	`J/K` \| `kJ/K`
默认值	`[100.0, 100.0] J/K`
程序使用名称	`thermal_mass_vector`
可计算	是

Details

矢量为1乘2行，包含仿真开始时热激励端口和电枢的温度值。

依赖关系

要使用此选项，请选中*启用热端口*复选框。

计量单位	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
默认值	`[25.0, 25.0] degC`
程序使用名称	`T_vector_start`
可计算	是

文学作品

Bolton，W. _Mechatronics：Electronic Control Systems in Mechanical Engineering and Electrical Engineering，第3版Pearson Education，2004。