Universal Motor
Универсальный (или сериесный) двигатель с электрическими характеристиками и характеристиками крутящего момента.
Тип: AcausalElectricPowerSystems.Electromechanical.Brushed.UniversalMotor
|
Путь в библиотеке: |
Описание
Блок Universal Motor моделирует электрические характеристики и крутящий момент универсального (или сериесного) двигателя с помощью следующей эквивалентной схемы:
На этой схеме
-
— сопротивление обмотки якоря;
-
— индуктивность обмотки якоря;
-
— сопротивление обмотки возбуждения;
-
— индуктивность обмотки возбуждения.
Если для параметра Model parameterization установлено значение By equivalent circuit parameters, то задаются параметры эквивалентной схемы для этой модели. Блок Universal Motor рассчитывает крутящий момент двигателя следующим образом:
-
Магнитное поле в двигателе индуцирует следующую обратную ЭДС в обмотке якоря:
где — постоянная пропорциональности, а — угловая скорость.
-
Механическая мощность равна мощности, вызванной обратной ЭДС:
-
Крутящий момент двигателя:
Зависимость крутящего момента от скорости для модели универсального двигателя связана с параметрами на представленной выше схеме. Если для параметра Model parameterization установлено значение By DC rated power, rated speed & maximum torque или By DC rated power, rated speed & electrical power, то параметры эквивалентной схемы вычисляются следующим образом:
-
Параметр не влияет на зависимость крутящего момента от скорости в установившемся режиме при использовании источника постоянного тока.
-
Напряжения в контуре суммируются:
-
Решим предыдущее уравнение для и подставим это значение в уравнение для крутящего момента:
Блок использует номинальную скорость и мощность для расчета номинального крутящего момента. Блок использует значения номинального крутящего момента и номинальной скорости в предыдущем уравнении плюс соответствующую электрическую мощность для определения значений и .
Если для параметра Model parameterization установлено значение By AC rated power, rated speed, current & electrical power, то в модель должны включаться индуктивные члены и . Для этого требуется информация о среднеквадратичном номинальном токе и напряжении для общей индуктивности.
Блок моделирует инерцию двигателя и демпфирование для всех значений параметра Model parameterization. Крутящий момент на выходе составляет:
Блок создает положительный крутящий момент, действующий от механических портов C до R.
Порты
Ненаправленные
#
+
—
положительная клемма
электричество
Details
Ненаправленный порт, связанный с положительной клеммой универсального двигателя.
| Имя для программного использования |
|
#
–
—
отрицательная клемма
электричество
Details
Ненаправленный порт, связанный с отрицательной клеммой универсального двигателя.
| Имя для программного использования |
|
#
R
—
ротор двигателя
вращательная механика
Details
Механический ненаправленный порт, связанный с ротором универсального двигателя.
| Имя для программного использования |
|
#
C
—
корпус двигателя
вращательная механика
Details
Механический ненаправленный порт, связанный с корпусом универсального двигателя.
| Имя для программного использования |
|
#
Hf
—
тепловой порт обмотки возбуждения
тепло
Details
Тепловой порт обмотки возбуждения.
Зависимости
Чтобы использовать этот порт, установите флажок Enable thermal port.
| Имя для программного использования |
|
#
Ha
—
тепловой порт обмотки якоря
тепло
Details
Тепловой порт обмотки якоря.
Зависимости
Чтобы использовать этот порт, установите флажок Enable thermal port.
| Имя для программного использования |
|
Параметры
Electrical Torque
#
Model parameterization —
параметризация блока
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
Выберите один из следующих методов параметризации блока:
-
By equivalent circuit parameters— задайте электрические параметры для модели эквивалентной схемы двигателя. -
By DC rated power, rated speed & maximum torque— задайте значения мощности постоянного тока и параметры скорости, которые блок преобразует в модель эквивалентной схемы двигателя. -
By DC rated power, rated speed & electrical power— задайте значения мощности переменного тока и параметры скорости, которые блок преобразует в модель эквивалентной схемы двигателя. -
By AC rated power, rated speed, current & electrical power— задайте значения мощности переменного тока и параметры скорости, которые блок преобразует в модель эквивалентной схемы двигателя.
| Значения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Нет |
#
Total armature and field winding resistance —
общее сопротивление обмотки якоря и обмотки возбуждения
Ohm | GOhm | MOhm | kOhm | mOhm
Details
Общее сопротивление обмотки якоря и обмотки возбуждения.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Model parameterization значение By equivalent circuit parameters.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Back-emf constant —
коэффициент противоЭДС
V/(A*rad/s)
Details
Отношение напряжения, создаваемого двигателем, к скорости вращения двигателя.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Model parameterization значение By equivalent circuit parameters.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Rated speed (at rated load) —
номинальная скорость вращения
rpm | deg/s | rad/s
Details
Скорость вращения двигателя при номинальной механической мощности.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Model parameterization значение By DC rated power, rated speed & maximum torque, By DC rated power, rated speed & electrical power или By AC rated power, rated speed, current & electrical power.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Rated load (mechanical power) —
номинальная нагрузка
W | GW | MW | kW | mW | uW | HP_DIN
Details
Механическая нагрузка, на которую рассчитан двигатель при номинальной скорости вращения.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Model parameterization значение By DC rated power, rated speed & maximum torque, By DC rated power, rated speed & electrical power или By AC rated power, rated speed, current & electrical power.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Rated DC supply voltage —
номинальное напряжение питания постоянного тока
V | MV | kV | mV
Details
Напряжение, для которого задана номинальная мощность.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Model parameterization значение By DC rated power, rated speed & maximum torque или By DC rated power, rated speed & electrical power.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Maximum (starting) torque —
максимальный крутящий момент
N*m | mN*m | lbf*ft
Details
Максимальный крутящий момент, создаваемый двигателем.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Model parameterization значение By DC rated power, rated speed & maximum torque.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Electrical power in at rated load —
электрическая мощность при номинальной механической мощности
W | GW | MW | kW | mW | uW | HP_DIN
Details
Количество электрической мощности, потребляемой двигателем при номинальной механической мощности.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Model parameterization значение By DC rated power, rated speed & electrical power или By AC rated power, rated speed, current & electrical power.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
RMS rated voltage —
среднеквадратичное номинальное напряжение
V | MV | kV | mV
Details
Среднеквадратичное напряжение питания, когда двигатель работает от сети переменного тока.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Model parameterization значение By AC rated power, rated speed, current & electrical power.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
RMS current at rated load —
среднеквадратичный ток при номинальной нагрузке
A | MA | kA | mA | nA | pA | uA
Details
Среднеквадратичный ток, когда двигатель работает от сети переменного тока при номинальной нагрузке.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Model parameterization значение By AC rated power, rated speed, current & electrical power.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
AC frequency —
частота переменного тока
Hz | GHz | MHz | kHz
Details
Частота источника питания переменного тока.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Model parameterization значение By AC rated power, rated speed, current & electrical power.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Total armature and field winding inductance —
общая индуктивность обмотки якоря и обмотки возбуждения
H | mH | nH | uH
Details
Общая индуктивность обмотки якоря и обмотки возбуждения. Если значение этой индуктивности не известно, то задайте небольшое ненулевое число.
Примечание
Можно установить значение Total armature and field winding inductance равным нулю, но это имеет смысл только в том случае, если управление двигателем происходит с помощью источника постоянного тока.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Model parameterization значение By equivalent circuit parameters, By DC rated power, rated speed & maximum torque или By DC rated power, rated speed & electrical power.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
Mechanical
#
Rotor inertia —
инерция ротора
g*cm^2 | kg*m^2 | lbm*ft^2 | lbm*in^2 | slug*ft^2 | slug*in^2
Details
Сопротивление ротора изменению скорости вращения двигателя. Значение может быть равно нулю.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Rotor damping —
рассеиваемая энергия ротора
N*m/(rad/s) | ft*lbf/(rad/s)
Details
Энергия, рассеиваемая ротором. Значение может быть равно нулю.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Initial rotor speed —
начальная скорость вращения
rpm | deg/s | rad/s
Details
Скорость вращения ротора в начале моделирования.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
Temperature Dependence
# Field to armature resistance ratio, Rf/Ra — отношение сопротивлений обмотки возбуждения и обмотки якоря
Details
Отношение сопротивлений обмотки возбуждения и обмотки якоря. Этот параметр требуется только при использовании тепловых портов обмоток якоря и возбуждения. Он используется для определения индивидуальных значений сопротивления для обмоток возбуждения и якоря, чтобы правильно распределить тепло, выделяемое двумя резисторами.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Enable thermal port.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Resistance temperature coefficients, [alpha_f alpha_a] —
температурные коэффициенты сопротивления якоря и ротора
1/K | 1/degR | 1/deltaK | 1/deltadegC | 1/deltadegF | 1/deltadegR
Details
Вектор-строка 1 на 2, содержащий коэффициенты в уравнении, связывающем сопротивление с температурой. Первый элемент соответствует обмотке возбуждения, а второй — обмотке якоря. По умолчанию используется значения для меди.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Enable thermal port.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Measurement temperature —
температура измерения
K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR
Details
Температура, для которой определяются параметры двигателя.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Enable thermal port.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
Тепловой порт
# Тепловой порт — включение тепловых портов
Details
Моделирование тепловых эффектов.
Чтобы включить моделирование тепловых эффектов, установите флажок параметра в положение включено.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Нет |
#
Thermal masses, [Mf Ma] —
тепловые массы
J/K | kJ/K
Details
Вектор-строка 1 на 2, содержащий значения тепловой массы для обмоток возбуждения и якоря.
Тепловая масса — это энергия, необходимая для повышения температуры на один градус.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Enable thermal port.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Initial temperatures, [T_field T_armature] —
начальные температуры
K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR
Details
Вектор-строка 1 на 2, содержащий значения температуры тепловых портов возбуждения и якоря в начале симуляции.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Enable thermal port.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |