故障 PMSM

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此示例展示了如何使用 Simscape™ Electrical™ 对故障永磁同步电机 (PMSM) 进行建模。在对 PMSM 进行建模时，您通常可以将每个绕组表示为一个单一实体，该实体具有关联电感、感应反电动势 (EMF) 以及与相邻绕组的互感耦合。然而，当发生绕组故障时，这种单一实体的假设便不再成立。为了正确捕获由此产生的动态特性，必须在绕组槽级别对电机进行建模。这需要在磁域中进行建模。

此示例展示了如何使用 Simscape Electrical 基础模块（如绕组模块和转子气隙模块）在磁域中针对为 PMSM 建模。此示例还展示了如何引入和评估绕组和转子永磁体故障的影响。

模型概览

该模型在顶层将标准库 PMSM 模块与表示表面贴装永磁同步电机 (SPMSM) 的自定义磁域子系统进行比较。在无故障工况验证通过后，您就可以使用该磁域模型来研究不同的故障行为。

Magnetic Domain SPMSM 子系统概览

下图显示了具有十个转子极和九个定子绕组槽的 SPMSM 的模型架构。参考槽 Slot 1 是三个 A 相槽中间的那个。此槽中引入了绕组故障。

针对参考模型进行验证

下图显示了自定义磁域模型的仿真结果与 Simscape Electrical 标准 PMSM 库模块的仿真结果的对比。

All faults disabled

开路故障

在仿真进行到一半时，Slot 1 的绕匝发生开路。

Fault scenario: Open circuit in Tooth 1

接地故障

在仿真进行到一半时，Slot 1 绕匝的中点短路接地。

Fault scenario: Grounded Tooth 1

绕匝绝缘故障

在仿真进行到一半时，Slot 1 一半的绕匝被隔离。

Fault scenario: Isolated turns in Tooth 1

磁体退磁故障

在仿真进行到一半时，一个转子永磁体的磁性减弱。

Fault scenario: Demagnetized first rotor pole

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