突起公司开发和优化复杂开关磁阻电机
挑战
解决方案
结果
- 减少了开发时间和成本
- 项目在紧迫的期限内完成
- 为加速未来项目而建立的平台
“当我们需要定制电机配置以优化性能时,我们在Simulink中模拟整个系统,开发阶段会变得更快。”
骰子游戏,库Faes Protronic
为了防止织物缺陷,织布机必须迅速达到每分钟1500次的速度。prononic是Picanol集团技术部门的主要部门,开发高精度织机的机电系统和驱动。为了实现所需的动态性能,prodonic开发了开关磁阻电机(SRMs),其特点是结构简单、坚固,可处理高转矩/体积比。
prodonic使用Simulink和CEDRAT的FLUX有限元分析工具来模拟和优化SRM驱动器的各种应用,包括非纺织,不需要建立昂贵的硬件原型。
“SRM电机在机械上非常简单,但它们需要复杂的控制,”prononic系统工程师Nico Verhelst解释道。Simulink和FLUX结合在一起,使我们能够满足模拟电机控制策略的要求,并结合负载模拟获得精确的转矩波形。”
挑战
“织布机是一种要求非常高、非常复杂的实时应用,”prononic研发经理Ludo Faes解释说。“这些机器包含许多轴,需要多个高性能电机同步。”
一个关键的技术挑战是将电机的电磁特性集成到动态应用的总体设计中。为了获得预期的结果,prodonic需要一种方法来模拟控制和机械负载与SRM的电磁效应。
prononic还需要验证和优化他们的设计,而不需要建造昂贵的原型。由于客户在等待结果,他们需要在几周内完成总体设计,而这种程度的正常集成设计很容易需要几个月的时间。
解决方案
通过使用Simulink和FLUX对织造机和SRM设计进行建模、模拟和优化,prononic公司在截止日期前完成了任务。
Verhelst指出:“我们希望将FLUX计算出的扭矩与Simulink的速度、易用性和开放控制界面结合起来。”这种工具组合提供了一个理想的模拟环境。”
工程师们使用可变惯性和阻尼的解析公式在Simulink中对负载的动力学进行建模。他们用Simulink建立了电机的控制策略模型,并将SRM的电磁模型与FLUX-to-Simulink技术相结合。他们通过模拟定制电机配置来优化系统性能。
为了获得准确、完整的系统结果,该团队使用FLUX- To -Simulink技术在暂态联合仿真中运行FLUX和Simulink计算。
工程师利用MATLAB分析了电机转矩波形的影响。
Simulink还使工程师能够优化系统性能以及位置、速度和扭矩控制器,通过迭代调整电机配置,然后重新运行仿真来验证性能。
Faes指出:“我们使用Simulink来分析电机性能对应用程序不同部分的影响。例如,如果我们关心轴之间的能量交换,我们可以很容易地使用Simulink中的作用域进行检查。”
结合其与Simulink和FLUX的专业技术,prononic已经成为在工业机械中应用SRM技术的欧洲领导者,在过去十年中已经建立了超过15万台的安装基础。突起计划继续在广泛的客户应用程序中使用MathWorks工具和FLUX。
结果
减少了开发时间和成本.“速度非常重要,节省时间当然是使用Simulink的一个主要好处,”Faes解释道。“我们无力建造织机的实物原型。这需要太多的时间,而且成本太高。Simulink帮助我们降低了成本。”
项目在紧迫的期限内完成.Simulink和FLUX加速了设计和优化过程。“为了完成这个项目,来自客户的压力很大,”Faes说。“有了Simulink和FLUX,我们能够按时交付。”
为加速未来项目而建立的平台.prononic已经组装了一组模型,他们可以重复使用,以加快未来研发计划的优化过程。Verhelst估计,在一个项目的典型模拟阶段,可以节省大约50%的时间。
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