选择模块来建模电机或作动器
Simscape™ Electrical™ 包含多个模块，可用于建模同类型的电机或作动器。例如，您可以使用 Motor & Drive (System Level)、PMSM 或 FEM-Parameterized PMSM 模块来建模永磁同步电机 (PMSM)。您必须选择一个具有足够建模细节的模块，以满足您需要回答的工程设计问题。同样重要的是，不要使用超过所需的细节，因为更高保真度的模型会减慢仿真速度，且参数化过程更为复杂。因此，应选用何种右侧模块取决于您为实现设计目标所需满足的复杂度水平。要选择具有正确复杂度级别的模块，您需要：
确定您所需的保真度级别。
确定您需要为所选电机类型所代表的电机特性。
选择能够以该保真度级别建模具有这些特性的电机的此模块。
对该模块进行参数化。
确定保真度级别
通常，您可以从三个模块中进行选择，这些模块能够建模相同类型的电机，但实现不同复杂程度的数学模型。选择最简单的模型，只要它能提供足够的细节来满足您的设计目标。
一级模型采用能量平衡或其他建模抽象方法。在能量平衡状态下，当此模块作为电机运行时，输入电功率等于输出机械功率加上损耗。当此模块作为发电机运行时，输入机械功率等于输出电功率加上损耗。您可以通过使用
generateMotorDriveROM函数，从三级模型的表格化损耗数据中获取一级模型的实际电机驱动损耗。对于某些驱动系统（例如压电行波作动器），可以采用更抽象的模型来消除周期性变量。对于一级模型，通常需要在驱动电子元件、控制系统和电机周围绘制组件建模边界，从而无需对高频电流调制进行建模 - 该过程需要采用较小的仿真步长。当需要较长的仿真时间时，请使用一级模型，例如用于分析电动汽车的驱动循环。二级模型采用固定系数或参数依赖系数，并使用简单的等效电路。固定系数通常是固定电感值，例如永磁同步电机 (PMSM) 的 Ld 和 Lq 系数。对于永磁同步电机，其简单等效电路对应于定子绕组和转子磁场项中出现的 Ld、Lq 以及帕克变换方程中的反电动势项。在驱动应用（如机器人技术和机电一体化）中，使用二级模型设计控制装置或系统，并在饱和和谐波对损耗影响较弱时用于效率预测。
三级模型通过磁通联接来定义电机行为。您可以利用电机设计工具的数据对模型进行参数化设置，该工具通过有限元 (FE) 分析，将磁通联接作为定子绕组电流和转子角度的函数进行推导。您还必须将有限元工具提供的铁损信息纳入计算，才能在电机高速运转时获得准确的损耗预测。当需要高精度建模细节时，请使用三级模型，例如在预测牵引应用的效率或捕捉扭矩与电流谐波时。
确定待建模的特征
在确定所需的保真度级别后，您必须确定模型中需要呈现的电机类型的特性。同步性是电机的一个重要特性。电机可以是：
同步或无滑差 - 转子始终与定子磁场保持同步。
异步 - 转子与定子磁场不同步，存在滑差现象。
另一项重要的电机特性是转子类型。在 Simscape Electrical 中可建模的转子类型包括：
永磁转子 - 该转子通过永磁体产生其磁场。
绕线转子 - 通过滑环供电的电磁铁或无刷励磁装置产生磁场。
永磁与绕线转子 - 转子上装有永磁体，其磁性可通过滑环供电的电磁铁进行增强或调制。
鼠笼式转子 - 该转子呈平行条状结构，当其穿过定子电磁场时会产生感应电流。
您可以将磁通分布定义为：
正弦波形 - 旋转转子在定子绕组上产生的磁通分布呈现正弦波形态。这种磁通分布意味着在每个定子绕组中感应的反电动势也呈正弦波形式，从而减少了有害的高频机械振动和电气电流谐波。
梯形波形 - 由旋转转子在定子绕组上产生的磁通分布呈现梯形波形。这种磁通分布意味着定子各绕组中感应的反电动势大致恒定，从而使您能够采用更简单且成本更低的控制策略。
为模型选择合适的模块
这些表格展示了可用于在不同保真度级别上表示具有不同特性的电机的模块。表格还列出了具有这些特性的几种常见电机。使用这些表格来选择合适的模块来建模您的电机或作动器。
无刷电机
特征 | 电机类型 | 模块 | ||
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| 一级 | 二级 | 三级 | ||
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| 要构建故障电机模型，您还需要以下模块： 有关建模故障的信息，请参阅故障 PMSM。 | |
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机电作动器
特征 | 电机类型 | 模块 | ||
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| 一级 | 二级 | 三级 | ||
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| 不支持 | 不支持 | |
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| 不支持 | 不支持 | |
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| 不支持 | 不支持 | |
有刷电机
特征 | 电机类型 | 模块 | ||
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| 一级 | 二级 | 三级 | ||
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| 不支持 | |
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| 不支持 | |
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| 不支持 | |
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| 不支持 | 不支持 | |
对模块进行参数化
选择正确的模块后，必须对其进行参数化。制造商提供的数据表是构建一级和二级模型的良好来源。
您可以使用 generateMotorDriveROM 函数将三级模型转换为等效的一级模型，该模型更易于解释且运行速度更快。
您可以使用模块参数化管理器，为一级或二级模型预先参数化某些模块。这些参数值代表特定供应商的组件，并与制造商数据手册相匹配。有关预参数化零件的使用方法、支持此功能的模块、可建模的制造组件以及其他参数化选项的详细信息，请参阅List of Pre-Parameterized Components。
您可以利用采用有限元分析的电机设计工具生成的数据，对三级模型进行参数化设置。这些示例展示了如何使用流行的有限元工具对这些模型进行参数化：
另请参阅
Motor & Drive (System Level) | generateMotorDriveROM | Electromechanical | 模块选择与参数化
