永磁同步电机转矩估计器

估计机电扭矩和功率

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电机控制模块/控制/控制参考

描述

的永磁同步电机转矩估计器块产生机电转矩和功率估计，以实现永磁同步电机(PMSM)的磁场定向控制。该块输出给定电机参数的数学计算的机电转矩。为了准确测量扭矩值，可以考虑使用物理传感器。

块接受的反馈值d -而且问-轴电流和机械速度作为输入。

该块从使用这些方法之一指定的电机参数生成这些估计值。

集总参数d设在和问-轴定子绕组电感和永磁磁链。
非线性模型d设在和问-轴定子绕组电感和永磁磁链查找表。
非线性模型d设在和问-轴磁链查找表。

方程

如果您选择单位(PU)在输入单元参数时，块将按比例缩小内部参数，以匹配默认情况下的单位比例。您还可以配置块，在执行任何计算之前将输入转换为SI单位，并在计算输出后将它们转换回每个单位值。

这些方程描述了块的机电扭矩和功率估计的计算。

$T_{e} ＝ \frac{3.}{2} p ｛ ψ_{米} 我_{问} + （ l_{d} - l_{问} ）我_{d} 我_{问} ｝$

或

$T_{e} ＝ \frac{3.}{2} p （ ψ_{d} 我_{问} - ψ_{问} 我_{d} ）$

$P_{e} ＝ T_{e} \cdot ω_{米}$

地点:

$l_{d}$ 而且 $l_{问}$ 是d设在和问-轴定子绕组电感(henry)。
$我_{d}$ 而且 $我_{问}$ 是d设在和问轴电流(安培)。
ψ_米是永磁体的磁链(韦伯)。
ψ_d而且ψ_问磁通量是沿着d -而且问相互重合(韦伯)。
$p$ 是电机中可用的极对的数目。
$ω_{米}$ 是转子的机械速度(rad/s)。

有关电机控制块集™用于PMSM的详细方程和假设集，请参见永磁同步电动机的数学模型．

港口

输入

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`我_d`- d轴电流
标量

电流沿着d-轴的旋转dq参考系。

数据类型:单|双|不动点

`我_问`- q轴电流
标量

电流沿着问-轴的旋转dq参考系。

数据类型:单|双|不动点

`ω_米`-转子的机械转速
标量

转子的机械转速。

数据类型:单|双|不动点

`l_d`- d轴电感
标量

d轴绕组电感(英制)。

依赖关系

若要启用此输入端口，请设置电机参数输入方法来基于Ld, Lq和FluxPM的输入端口．

数据类型:单|双|不动点

`l_问`- q轴电感
标量

q轴绕组电感(英制)。

依赖关系

若要启用此输入端口，请设置电机参数输入方法来基于Ld, Lq和FluxPM的输入端口．

数据类型:单|双|不动点

`通量_点`-永磁磁链
标量

峰值永磁磁链(在韦伯)。

依赖关系

若要启用此输入端口，请设置电机参数输入方法来基于Ld, Lq和FluxPM的输入端口．

数据类型:单|双|不动点

输出

全部展开

`T_e`-机电扭矩
标量

转子的机电扭矩。

数据类型:单|双|不动点

`P_e`-机电动力
标量

转子的机电功率。

数据类型:单|双|不动点

参数

全部展开

`极对数`-电机中可用的极对数量
`4`(默认)|标量

电机中可用的极对数目。

`电机参数输入方法`-电机参数类型
`具有集总参数的线性模型`(默认)|`D,Q-flux联动LUTs非线性模型`|`Ld,Lq和FluxPM LUTs的非线性模型`|`基于Ld, Lq和FluxPM的输入端口`

该块用于产生扭矩和功率估计的电机参数。

具有集总参数的线性模型-使用集中电路值对电机参数进行估计l_d，l_问,FluxPM．
D,Q-flux联动LUTs非线性模型-使用d轴磁链FluxD而且问轴磁链FluxQ查找表。
Ld,Lq和FluxPM LUTs的非线性模型-使用l_d，l_问,FluxPMlut，指定为块参数。
基于Ld,Lq和FluxPM的输入端口-使用l_d，l_问,FluxPMlut，指定为块输入。

集总参数线性模型

`定子d轴电感(H)`- d轴定子绕组电感
`0.2 e - 3`(默认)|标量

定子绕组电感(亨利)沿直轴转动dq参考系。

依赖关系

若要启用该参数，请设置电机参数输入方法来具有集总参数的线性模型．

`定子q轴电感(H)`- q轴定子绕组电感
`0.2 e - 3`(默认)|标量

定子绕组电感(亨利)沿正交轴转动dq参考系。

依赖关系

若要启用该参数，请设置电机参数输入方法来具有集总参数的线性模型．

`永磁磁链(Wb)`-永磁磁链
`6.4 e - 3`(默认)|标量

峰值永磁磁链(韦伯)。

依赖关系

若要启用该参数，请设置电机参数输入方法来具有集总参数的线性模型．

非线性模型FluxD而且FluxQ查找表

`d轴电流向量A`- d轴当前查找向量
`[-40， -20, 0,20]`(默认)|向量

d轴电流矢量在以下查找表中使用，取决于指定电机参数所使用的方法。

FluxD(我_d,我_问）而且FluxQ(我_d,我_问）为D,Q-flux联动LUTs非线性模型方法。
l_d(我_d,我_问），l_问(我_d,我_问）,FluxPM(我_d,我_问）为Ld,Lq和FluxPM LUTs的非线性模型方法。

依赖关系

若要启用该参数，请设置电机参数输入方法来D,Q-flux联动LUTs非线性模型或Ld,Lq和FluxPM LUTs的非线性模型．

`q轴电流矢量`- q轴当前查找向量
`[-40， -20, 0, 20, 40]`(默认)|向量

q轴电流矢量在以下查找表中使用，根据指定电机参数的方法而定。

FluxD(我_d,我_问）而且FluxQ(我_d,我_问）为D,Q-flux联动LUTs非线性模型方法。
l_d(我_d,我_问），l_问(我_d,我_问）,FluxPM(我_d,我_问）为Ld,Lq和FluxPM LUTs的非线性模型方法。

依赖关系

若要启用该参数，请设置电机参数输入方法来D,Q-flux联动LUTs非线性模型或Ld,Lq和FluxPM LUTs的非线性模型．

`d轴磁链(Wb)`- d轴磁链查找数据
`(-1.6, -1.6, -1.6, -1.6, -1.6, 2.4, 2.4, 2.4, 2.4, 2.4, 6.4, 6.4, 6.4, 6.4, 6.4, 10.4, 10.4, 10.4, 10.4, 10.4) * 1 e - 3`(默认)|矩阵

d轴磁链FluxD(我_d,我_问）查找表数据(韦伯单位)。

依赖关系

若要启用该参数，请设置电机参数输入方法来D,Q-flux联动LUTs非线性模型．

`q轴磁链(Wb)`—q轴磁链查找数据
`[8 4 0、4、8、8、4 0,4、8、8、4 0,4、8、8、4 0 4,8]* 1 e - 3`(默认)|矩阵

q轴磁链FluxQ(我_d,我_问）查找表数据(韦伯单位)。

依赖关系

若要启用该参数，请设置电机参数输入方法来D,Q-flux联动LUTs非线性模型．

非线性模型l_d，l_问,FluxPM查找表

`Ld矩阵(H)`- d轴电感查找数据
`0.2e-3 * ones(4,5)`(默认)|矩阵

D-axis电感l_d(我_d,我_问）查找表数据(以henry为单位)。

依赖关系

若要启用该参数，请设置电机参数输入方法来Ld,Lq和FluxPM LUTs的非线性模型．

`Lq矩阵(H)`- q轴电感查找表数据
`0.2e-3 * ones(4,5)`(默认)|矩阵

Q-axis电感l_问(我_d,我_问）查找表数据(以henry为单位)。

依赖关系

若要启用该参数，请设置电机参数输入方法来Ld,Lq和FluxPM LUTs的非线性模型．

`PM磁链矩阵(Wb)`—PM通量联动查找数据
`6.4e-3 * ones(4,5)`(默认)|矩阵

永磁磁链FluxPM(我_d,我_问）查找表数据(韦伯单位)。

依赖关系

若要启用该参数，请设置电机参数输入方法来Ld,Lq和FluxPM LUTs的非线性模型．

汽车的配置

`输入单元`-输入值单位
`单位(PU)`(默认)|`国际标准单位`

输入值的单位。

`基极电压(V)`-额定电压限制
`24 /√3)`(默认)|标量

每单位系统的基电压(以伏为单位)。

依赖关系

若要启用该参数，请设置输入单元来单位(PU)．

`基极电流(A)`-额定电流极限
`19.3`(默认)|标量

每单位系统的基电流(安培)。

依赖关系

若要启用该参数，请设置输入单元来单位(PU)．

`基本转速(rpm)`-名义速度限制
`4107`(默认)|标量

每单位系统的基本速度(rpm)。

依赖关系

若要启用该参数，请设置输入单元来单位(PU)．

`基准扭矩(Nm)`-公称扭矩极限
`0.74112`(默认)|标量

单位系统的基本扭矩(单位:Nm)。看到单位系统详情请浏览网页。

设置时不能配置电机参数输入方法来具有集总参数的线性模型或Ld,Lq和FluxPM LUTs的非线性模型．该块使用其他参数计算其值。

依赖关系

若要显示该参数，请设置输入单元来单位(PU)．

`基准功率(W)`-额定功率限制
`401.143`(默认)|标量

单位系统的基本功率(W)。看到单位系统详情请浏览网页。

设置时不能配置电机参数输入方法来具有集总参数的线性模型或Ld,Lq和FluxPM LUTs的非线性模型．该块使用其他参数计算其值。

依赖关系

若要显示该参数，请设置输入单元来单位(PU)．

`允许使用CodeGen按比例缩小电机参数(定点数据类型精度更高)`-缩小内部参数，以匹配每个单位的规模
`在`(默认)|`从`

选项，以缩小内部参数，以匹配每个单位的规模时，生成代码。

当您启用此选项时，块将按比例缩小内部常数和系数，以匹配每个单位的比例。这允许在使用定点数据类型时获得更高的精度。如果对单数据类型或双数据类型使用此选项，根据分配给整数部分的比特数，可能会发生一些精度损失。
当禁用此选项时，该块将用于内部计算的所有常数和系数转换为SI单位，然后再将它们转换回PU刻度。这允许您在生成的代码中更新查找表值，通常用于控制器调优或行尾操作等应用程序。您还可以手动更新值以调试或重用以前生成的代码。

依赖关系

若要启用该参数，请设置输入单元来单位(PU)．

模型的例子

永磁同步电机的磁场减弱控制(带MTPA)

采用磁场定向控制(FOC)技术控制三相永磁同步电机(PMSM)的转矩和转速。FOC算法需要转子位置反馈，由正交编码器传感器获得。关于FOC的详细信息，请参见面向场控制。

开放的例子

扩展功能

C/ c++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。

定点转换
使用定点设计器设计和模拟定点系统。

版本历史

R2020a中引入

另请参阅

ACIM扭矩估计器|公园的变换|速度测量|MTPA控制参考|病媒控制参考资料

永磁同步电机转矩估计器

描述

方程

港口

输入

我d- d轴电流标量

我问- q轴电流标量

ω米-转子的机械转速标量

ld- d轴电感标量

依赖关系

l问- q轴电感标量

依赖关系

通量点-永磁磁链标量

依赖关系

输出

Te-机电扭矩标量

Pe-机电动力标量

参数

极对数-电机中可用的极对数量4(默认)|标量

电机参数输入方法-电机参数类型具有集总参数的线性模型(默认)|D,Q-flux联动LUTs非线性模型|Ld,Lq和FluxPM LUTs的非线性模型|基于Ld, Lq和FluxPM的输入端口

定子d轴电感(H)- d轴定子绕组电感0.2 e - 3(默认)|标量

依赖关系

定子q轴电感(H)- q轴定子绕组电感0.2 e - 3(默认)|标量

依赖关系

永磁磁链(Wb)-永磁磁链6.4 e - 3(默认)|标量

依赖关系

d轴电流向量A- d轴当前查找向量[-40， -20, 0,20](默认)|向量

依赖关系

q轴电流矢量- q轴当前查找向量[-40， -20, 0, 20, 40](默认)|向量

依赖关系

d轴磁链(Wb)- d轴磁链查找数据(-1.6, -1.6, -1.6, -1.6, -1.6, 2.4, 2.4, 2.4, 2.4, 2.4, 6.4, 6.4, 6.4, 6.4, 6.4, 10.4, 10.4, 10.4, 10.4, 10.4) * 1 e - 3(默认)|矩阵

依赖关系

q轴磁链(Wb)—q轴磁链查找数据[8 4 0、4、8、8、4 0,4、8、8、4 0,4、8、8、4 0 4,8]* 1 e - 3(默认)|矩阵

依赖关系

Ld矩阵(H)- d轴电感查找数据0.2e-3 * ones(4,5)(默认)|矩阵

依赖关系

Lq矩阵(H)- q轴电感查找表数据0.2e-3 * ones(4,5)(默认)|矩阵

依赖关系

PM磁链矩阵(Wb)—PM通量联动查找数据6.4e-3 * ones(4,5)(默认)|矩阵

依赖关系

输入单元-输入值单位单位(PU)(默认)|国际标准单位

基极电压(V)-额定电压限制24 /√3)(默认)|标量

依赖关系

基极电流(A)-额定电流极限19.3(默认)|标量

依赖关系

基本转速(rpm)-名义速度限制4107(默认)|标量

依赖关系

基准扭矩(Nm)-公称扭矩极限0.74112(默认)|标量

依赖关系

基准功率(W)-额定功率限制401.143(默认)|标量

依赖关系

允许使用CodeGen按比例缩小电机参数(定点数据类型精度更高)-缩小内部参数，以匹配每个单位的规模在(默认)|从

依赖关系

模型的例子

永磁同步电机的磁场减弱控制(带MTPA)

扩展功能

C/ c++代码生成使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。

定点转换使用定点设计器设计和模拟定点系统。

版本历史

另请参阅

主题

`我_d`- d轴电流
标量

`我_问`- q轴电流
标量

`ω_米`-转子的机械转速
标量

`l_d`- d轴电感
标量

`l_问`- q轴电感
标量

`通量_点`-永磁磁链
标量

`T_e`-机电扭矩
标量

`P_e`-机电动力
标量

`极对数`-电机中可用的极对数量
`4`(默认)|标量

`电机参数输入方法`-电机参数类型
`具有集总参数的线性模型`(默认)|`D,Q-flux联动LUTs非线性模型`|`Ld,Lq和FluxPM LUTs的非线性模型`|`基于Ld, Lq和FluxPM的输入端口`

`定子d轴电感(H)`- d轴定子绕组电感
`0.2 e - 3`(默认)|标量

`定子q轴电感(H)`- q轴定子绕组电感
`0.2 e - 3`(默认)|标量

`永磁磁链(Wb)`-永磁磁链
`6.4 e - 3`(默认)|标量

`d轴电流向量A`- d轴当前查找向量
`[-40， -20, 0,20]`(默认)|向量

`q轴电流矢量`- q轴当前查找向量
`[-40， -20, 0, 20, 40]`(默认)|向量

`d轴磁链(Wb)`- d轴磁链查找数据
`(-1.6, -1.6, -1.6, -1.6, -1.6, 2.4, 2.4, 2.4, 2.4, 2.4, 6.4, 6.4, 6.4, 6.4, 6.4, 10.4, 10.4, 10.4, 10.4, 10.4) * 1 e - 3`(默认)|矩阵

`q轴磁链(Wb)`—q轴磁链查找数据
`[8 4 0、4、8、8、4 0,4、8、8、4 0,4、8、8、4 0 4,8]* 1 e - 3`(默认)|矩阵

`Ld矩阵(H)`- d轴电感查找数据
`0.2e-3 * ones(4,5)`(默认)|矩阵

`Lq矩阵(H)`- q轴电感查找表数据
`0.2e-3 * ones(4,5)`(默认)|矩阵

`PM磁链矩阵(Wb)`—PM通量联动查找数据
`6.4e-3 * ones(4,5)`(默认)|矩阵

`输入单元`-输入值单位
`单位(PU)`(默认)|`国际标准单位`

`基极电压(V)`-额定电压限制
`24 /√3)`(默认)|标量

`基极电流(A)`-额定电流极限
`19.3`(默认)|标量

`基本转速(rpm)`-名义速度限制
`4107`(默认)|标量

`基准扭矩(Nm)`-公称扭矩极限
`0.74112`(默认)|标量

`基准功率(W)`-额定功率限制
`401.143`(默认)|标量

`允许使用CodeGen按比例缩小电机参数(定点数据类型精度更高)`-缩小内部参数，以匹配每个单位的规模
`在`(默认)|`从`

C/ c++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。

定点转换
使用定点设计器设计和模拟定点系统。