PMSM HDL
库:
Motor Control Blockset HDL Support /
Electrical Systems /
Motors
描述
PMSM HDL 模块实现具有正弦反电动势的三相永磁同步电机 (PMSM)。该模块使用三相输入电压来调节各相电流,从而控制电机转矩或转速。
该模块使用采样时间(秒) 参数为定步长双精度和单精度目标生成代码。它支持 FPGA 部署的代码生成并能生成 HDL 兼容代码。
您可以使用配置输入端口指定 PMSM 参数和工作模式。您还可以使用 PMSM Configuration 模块生成所需的配置信号,以在配置输入端口指定该信号。
电机构造
下列各图显示内置式和表贴式 PMSM 构造,且电机上有一个单极点对。
永磁体产生的电机磁场会随着电机角度的变化而产生正弦磁通变化率。
对于轴约定,当电机角度 θr 为零时,相位 a 与 d 轴对齐。
三相正弦模型电气系统
该模块实现在电机磁通参考系(dq 系)中表达的下列方程。电机参考系中的所有量都以定子为参考。
由于电机电磁的凸极率,Lq 和 Ld 电感表示相电感和电机位置之间的关系。对于表贴式 PMSM,。
上述方程用到了以下变量。
Lq, Ld | q 轴和 d 轴电感 (H) |
R | 定子绕组的电阻(欧姆) |
iq, id | q 轴和 d 轴电流 (A) |
vq, vd | q 轴和 d 轴电压 (V) |
ωm | 电机的机械角速度(弧度/秒) |
ωe | 电机的电气角速度(弧度/秒) |
λpm | 永磁磁链(Wb) |
Ke | 反电动势 (EMF)(Vpk_LL/krpm,其中 Vpk_LL 是线电压峰值) |
Kt | 转矩常量 (N·m/A) |
P | 极对数 |
Te | 电磁转矩 (Nm) |
Θe | 电气角(弧度) |
机械系统
电机角速度由下式给出:
上述方程用到了以下变量。
J | 电机和负载的组合惯量 (kgm^2) |
F | 电机和负载的组合粘性摩擦(N·m/(弧度/秒)) |
θm | 电机机械角位置(弧度) |
Tm | 电机轴转矩 (Nm) |
Te | 电磁转矩 (Nm) |
Tf | 电机轴静态摩擦转矩 (Nm) |
ωm | 电机的机械角速度(弧度/秒) |
功率计算
对于电机功率计算,该模块实现下列方程。
总线信号 | 描述 | 变量 | 方程 | ||
---|---|---|---|---|---|
|
|
| 机械功率 | Pmot | |
PwrBus | 电功率 | Pbus | |||
| PwrElecLoss | 电阻功率损失 | Pelec | ||
PwrMechLoss | 机械功率损失 | Pmech | 当端口配置设置为转矩时: 当端口配置设置为转速时: | ||
| PwrMtrStored | 储存的电机功率 | Pstr |
上述方程用到了以下变量。
Rs | 定子电阻(ohm) |
ia, ib, ic | 定子相位 a、b 和 c 电流 (A) |
isq, isd | 定子 q 轴和 d 轴电流 (A) |
van, vbn, vcn | 定子相位 a、b 和 c 电压 (V) |
ωm | 电机的机械角速度(弧度/秒) |
F | 电机和负载组合粘性阻尼 N·m/(弧度/秒) |
Te | 电磁转矩 (Nm) |
Tf | 电机和负载组合摩擦转矩 (Nm) |
端口
输入
输出
参数
扩展功能
版本历史记录
在 R2022b 中推出