FEM-Parameterized永磁同步电动机

用磁通联动的方法定义永磁同步电机

库:
Simscape /电气/机电/永磁

描述

的FEM-Parameterized永磁同步电动机块实现了永磁同步电机(PMSM)的模型定义为磁通联动。通过提供电机磁通作为电流和转子角度函数的表格数据，可以参数化块。这是第三方磁力有限单元法(FEM)软件包通常输出磁通信息的方式。由于表格形式，磁通可以在转子角度和电流的非线性方式变化。因此，您可以使用这个模块来建模具有梯形反电动势轮廓的永磁同步电机，有时称为无刷直流电机，以及常规的永磁同步电机。

图中显示的是并联式永磁同步电机的等效电路。当永磁磁通与a相磁轴对齐时，转子角为零。

实际上，连接三个绕组的磁通取决于所有三个电流和转子角度。将通量列为四个自变量的函数可能会导致模拟效率低下和管理数据所需的大量内存。因此，该块允许您在通量和扭矩的以下参数化方法之间进行选择:

二维偏导数数据- 2-D表查找，与选项表的条款，电流和转子角度，或条款d设在和问设在电流。第一种选择假设恒定的互感和支持非正弦反电势轮廓。第二种方法假设正弦反电动势，并捕捉内部永磁同步电机(ipmsm)的饱和效应。
三维偏导数数据-三维表查找，基于直流电，正交电流，转子角度。的通量查找数据一个阶段。block采用Park变换将三个定子绕组电流映射为直流电和正交电。与4-D表查找相比，这种方法降低了数据复杂性，因此提高了模拟性能。
4-D偏导数数据- 4-D表查找，根据三个定子绕组电流和转子角度。的通量查找数据一个阶段。该模型具有三种模型中最好的保真度，但在模拟性能和内存需求方面也是最昂贵的。
三维磁链数据-基于通量联动数据的三维表查找。可以以各种格式提供通量链接数据。block采用Park变换将三个定子绕组电流映射为直流电和正交电。与4-D表查找相比，这种方法降低了数据复杂性，因此提高了模拟性能。

默认情况下，这些块为所有这些参数化的定子绕组实现了绕线配置。方法可选择切换到增量绕线配置绕组类型参数。在增量缠绕配置中，一个相位在端口之间连接一个而且b,b端口之间的相b而且c和c端口之间的相c而且一个．

要访问这些参数化方法，双击模型中的块并设置建模选项参数指定所需选项，带或不带热端口。缺省情况下，不公开热接口。有关更多信息，请参见模型热影响．

恒互感二维数据模型

在这个二维磁通数据模型中，连接每个绕组的磁通仅非线性地依赖于同一绕组的电流加上转子角度。在实践中，这是许多永磁同步电机的合理假设;然而，对于开关磁阻电机，其精度较低。在此假设下，三个绕组的通量为:

$［ \begin{matrix} ϕ_{一个} \\ \begin{array}{l} ϕ_{b} \\ ϕ_{c} \end{array} \end{matrix} ］＝［ \begin{matrix} 0 & - 米_{年代} & - 米_{年代} \\ - 米_{年代} & 0 & - 米_{年代} \\ - 米_{年代} & - 米_{年代} & 0 \end{matrix} ］［ \begin{matrix} 我_{一个} \\ \begin{array}{l} 我_{b} \\ 我_{c} \end{array} \end{matrix} ］ + ［ \begin{matrix} ϕ （我_{一个} ， θ_{r} ） \\ \begin{array}{l} ϕ （我_{b} ， θ_{r} - 2 π / （ 3. N ）） \\ ϕ （我_{c} ， θ_{r} - 4 π / （ 3. N ）） \end{array} \end{matrix} ］$

在哪里 $ϕ （ θ_{r} ，我_{一个} ）$ 为a相绕组的磁链，是转子角度和a相电流的函数。Θ_r= 0对应转子d-轴对准a相正磁通量方向。米_年代为定子互感。

为了提高数值性能，在块中实现的方程实际上适用于磁链对电流的偏导数， $\partial ϕ （我， θ_{r} ） / \partial 我$ ，转子角， $\partial ϕ （我， θ_{r} ） / \partial θ_{r}$ ，而不是直接的通量。如果您的FEM包不导出这些偏导数，您可以使用MATLAB来确定它们^®脚本。看到电磁阀采用有限元数据参数化实例模型及其支持的MATLAB脚本为例说明如何做到这一点。

根据通量偏导数定义的块体的电方程为:

$\begin{array}{l} v_{一个} ＝ \frac{\partial ϕ}{\partial 我_{一个}} \frac{d 我_{一个}}{d t} + \frac{\partial ϕ}{\partial θ_{r}} \frac{d θ_{r}}{d t} - 米_{年代} （ \frac{d 我_{b}}{d t} + \frac{d 我_{c}}{d t} ） + R_{年代} 我_{一个} \\ v_{b} ＝ \frac{\partial ϕ}{\partial 我_{b}} \frac{d 我_{b}}{d t} + \frac{\partial ϕ}{\partial θ_{r}} \frac{d θ_{r}}{d t} - 米_{年代} （ \frac{d 我_{一个}}{d t} + \frac{d 我_{c}}{d t} ） + R_{年代} 我_{b} \\ v_{c} ＝ \frac{\partial ϕ}{\partial 我_{c}} \frac{d 我_{c}}{d t} + \frac{\partial ϕ}{\partial θ_{r}} \frac{d θ_{r}}{d t} - 米_{年代} （ \frac{d 我_{一个}}{d t} + \frac{d 我_{b}}{d t} ） + R_{年代} 我_{c} \end{array}$

在哪里

v_一个，v_b，v_c分别为施加在A、B、C定子绕组上的电压。
我_一个，我_b，我_c分别为三个绕组的定子电流。
R_年代为每个定子绕组的电阻。
米_年代为定子互感。
$\partial ϕ / \partial 我_{一个} ， \partial ϕ / \partial 我_{b} ， \partial ϕ / \partial 我_{c}$ 为磁链对三个绕组中每一个定子电流的偏导数。
$\partial ϕ / \partial θ_{r}$ 为磁链对转子角的偏导数。

该块可以根据您提供的磁通信息自动计算转矩矩阵。或者，您可以设置计算转矩矩阵?参数没有直接指定转矩为电流和转子角度的函数。看到FEM-Parameterized扶轮致动器阻塞参考页面以获取更多信息。

带正弦反电动势的二维数据模型

在该二维磁链数据模型中，假设每个绕组的磁链与所有定子绕组电流呈非线性关系，并假设永磁体磁链为正弦。内部磁体永磁同步电机(或ipmsm)通常很好地符合这一假设。方程是:

$［ \begin{matrix} ϕ_{d} \\ ϕ_{问} \end{matrix} ］＝［ \begin{matrix} l_{d} （我_{d} ，我_{问} ） \\ l_{问} （我_{d} ，我_{问} ） \end{matrix} ］［ \begin{matrix} 我_{d} \\ 我_{问} \end{matrix} ］ + ［ \begin{matrix} ϕ_{米} （我_{d} ，我_{问} ） \end{matrix} ］$

$T ＝ \frac{3.}{2} N （我_{问} （我_{d} l_{d} （我_{d} ，我_{问} ） + ϕ_{米} （我_{d} ，我_{问} ）） - 我_{d} 我_{问} l_{问} （我_{d} ，我_{问} ））$

在哪里

我_d而且我_问是d设在和问分别设在电流。
ϕ_d而且ϕ_问是d设在和问-轴磁通连杆。
ϕ_米是永磁磁链。
l_d而且l_问是d设在和问分别设在电感。假设它们依赖于d设在和问设在电流。
N是极对的数目。
T是电转矩。

基于Park变换的三维偏导数数据模型

处理四维数据有模拟性能成本和内存成本。为了将表维降为三维，三维数据模型使用Park变换将三个电流映射为直流电和正交电:

$［ \begin{matrix} 我_{d} \\ 我_{问} \end{matrix} ］＝ \frac{2}{3.} ［ \begin{matrix} 因为（ N θ_{r} ） & 因为（ N θ_{r} - \frac{2 π}{3.} ） & 因为（ N θ_{r} + \frac{2 π}{3.} ） \\ - 罪（ N θ_{r} ） & - 罪（ N θ_{r} - \frac{2 π}{3.} ） & - 罪（ N θ_{r} + \frac{2 π}{3.} ） \end{matrix} ］［ \begin{matrix} 我_{一个} \\ \begin{array}{l} 我_{b} \\ 我_{c} \end{array} \end{matrix} ］$

在一般情况下，Park变换映射到直、正交和零序电流。然而，在正常操作条件下，零序电流通常很小。因此，该模型忽略了磁链项对零序电流的依赖性，仅用直流电和正交电加上转子角来确定磁链项。三维数据模型的通量方程为:

$［ \begin{matrix} ϕ_{一个} \\ \begin{array}{l} ϕ_{b} \\ ϕ_{c} \end{array} \end{matrix} ］＝［ \begin{matrix} ϕ （我_{d} ，我_{问} ， θ_{r} ） \\ \begin{array}{l} ϕ （我_{d} ，我_{问} ， θ_{r} - 2 π / （ 3. N ）） \\ ϕ （我_{d} ，我_{问} ， θ_{r} - 4 π / （ 3. N ）） \end{array} \end{matrix} ］$

块的电方程也根据通量偏导数定义，类似于4-D数据模型。可以从4-D磁链数据计算3-D磁链偏导数数据ee_calculateFluxPartialDerivatives．

4-D偏导数数据模型

连接每一个绕组的磁通是该绕组的电流，其他两个绕组的电流和转子角度的函数。为了获得完全的精度，4-D磁链数据模型假设磁链是三个电流和转子角度的函数，因此执行四维表查找。通量方程为:

$［ \begin{matrix} ϕ_{一个} \\ \begin{array}{l} ϕ_{b} \\ ϕ_{c} \end{array} \end{matrix} ］＝［ \begin{matrix} ϕ （我_{一个} ，我_{b} ，我_{c} ， θ_{r} ） \\ \begin{array}{l} ϕ （我_{b} ，我_{c} ，我_{一个} ， θ_{r} - 2 π / （ 3. N ）） \\ ϕ （我_{c} ，我_{一个} ，我_{b} ， θ_{r} - 4 π / （ 3. N ）） \end{array} \end{matrix} ］$

在哪里

ϕ_一个，ϕ_b，ϕ_c为A、B、C定子绕组的磁链机构。
我_一个，我_b，我_c分别为三个绕组的定子电流。
Θ_r为转子角。Θ_r= 0对应永磁体磁链与定子a相绕组磁链对齐的情况。
N是极对的数目。

磁链数据假设是循环的Θ_r．例如，如果电机有六极对，那么数据的范围是0≤Θ_r≤60°．你必须提供0°和60°的数据，因为数据是循环的，通量连杆偏导数在这两个端点必须相同。

力矩方程为:

$τ ＝ T （我_{一个} ，我_{b} ，我_{c} ， θ_{r} ）$

4-D数据模型没有为块确定从磁通联动转矩的选项。由于在4-D情况下增加了数值开销，最好只预先计算一次扭矩，而不是每次运行模拟时都计算它。

为了改进数值性能，在块中实现的方程实际上与磁链对三个电流和转子角的偏导数有关，而不是直接对磁链。如果您的FEM包不导出这些偏导数，您可以使用ee_calculateFluxPartialDerivatives．

根据通量偏导数定义的块体的电方程为:

$\begin{array}{l} v_{一个} ＝ \frac{\partial ϕ_{一个}}{\partial 我_{一个}} \frac{d 我_{一个}}{d t} + \frac{\partial ϕ_{一个}}{\partial 我_{b}} \frac{d 我_{b}}{d t} + \frac{\partial ϕ_{一个}}{\partial 我_{c}} \frac{d 我_{c}}{d t} + \frac{\partial ϕ_{一个}}{\partial θ_{r}} \frac{d θ_{r}}{d t} + R_{年代} 我_{一个} \\ v_{b} ＝ \frac{\partial ϕ_{b}}{\partial 我_{一个}} \frac{d 我_{一个}}{d t} + \frac{\partial ϕ_{b}}{\partial 我_{b}} \frac{d 我_{b}}{d t} + \frac{\partial ϕ_{b}}{\partial 我_{c}} \frac{d 我_{c}}{d t} + \frac{\partial ϕ_{b}}{\partial θ_{r}} \frac{d θ_{r}}{d t} + R_{年代} 我_{b} \\ v_{c} ＝ \frac{\partial ϕ_{c}}{\partial 我_{一个}} \frac{d 我_{一个}}{d t} + \frac{\partial ϕ_{c}}{\partial 我_{b}} \frac{d 我_{b}}{d t} + \frac{\partial ϕ_{c}}{\partial 我_{c}} \frac{d 我_{c}}{d t} + \frac{\partial ϕ_{c}}{\partial θ_{r}} \frac{d θ_{r}}{d t} + R_{年代} 我_{c} \end{array}$

在哪里

v_一个，v_b，v_c分别为施加在A、B、C定子绕组上的电压。
我_一个，我_b，我_c分别为三个绕组的定子电流。
R_年代为每个定子绕组的电阻。

三维磁链数据模型

三维磁链数据选项允许您使用从有限元(FE)电机设计工具导出的原始磁链数据。这与3d偏导数数据选项相反，3d偏导数数据选项需要确定偏导数。您可以提供多种格式的通量链接数据，以支持不同的FE工具约定:

制表dq轴磁链数据或a相磁链数据——有些工具支持将磁链分解为直接(D)轴和正交(Q)轴。这种方法的一个优点是转子角度在0到360/范围内的数据N需要/3度(其中N为极对数)。其他工具直接使用A-， B-和c相磁链，为此，您可以只导入A相磁链，其转子角度范围必须在0到360/N度。只导入a相位数据的隐含假设是，B和C相位数据除了相位移位之外是相同的。
使用笛卡律坐标或极电流坐标制成表格——笛卡律表格意味着磁链是根据d轴电流和q轴电流(加上转子角)制成表格的。或者，极性制表涉及按电流大小、相对于q轴的电流前进角和转子角制表磁链。极坐标的优点是它更自然地反映了允许的工作电流，从而避免了未使用的表数据点。

这些约定导致了四种结果磁链数据格式参数选择:

D和Q轴磁通连杆作为D轴电流(iD)， Q轴电流(iQ)和转子角度(θ)的函数
D和Q轴磁通连杆作为峰值电流大小(I)、电流前进角(B)和转子角(θ)的函数
a相磁链作为d轴电流(iD)， q轴电流(iQ)和转子角度(θ)的函数
a相磁链作为峰值电流大小(I)、电流前进角(B)和转子角(θ)的函数

除了选择FE工具使用的通量链接数据格式外，还必须选择工具使用的Park变换版本。的四个选项对应的四个约定如下所述朴氏制表数据的惯例下拉菜单。

请注意

在查看D轴和q轴电流的日志值时，请记住，对于这些选项中的每一个，格式都是根据需要进行转换的，以便在内部FEM-Parameterized永磁同步电动机block始终使用选项1。

请注意

为了保持由永磁体反电动势引起的高次谐波，提供a相磁通数据而不是d轴和q轴磁通数据。相反，如果你提供d轴和q轴的通量，帕克的变换去除高阶谐波。使用D和Q通量对许多应用程序来说就足够了，特别是如果您将绕组类型参数Wye-wound这个区块的中立端口没有连接。对于这种特殊情况，在中性端口的电流之和为零的约束消除了所有三阶谐波。

选项1。Q导D，转子角从a相到D轴测量

这是帕克在内部使用的惯例Simscape™电气™电机和机械块。所有其他选项都转换为这种格式。

N:极对数
θ_r:转子角
我_d，我_问: d轴电流和q轴电流
我_p:电流大小= $\sqrt{我_{d}^{2} + 我_{问}^{2}}$
β:当前提前角= ${棕褐色}^{- 1} （ - 我_{d} / 我_{问} ）$

对应的园区变换为

$［ \begin{matrix} 我_{d} \\ 我_{问} \\ 我_{0} \end{matrix} ］＝ \frac{2}{3.} ［ \begin{matrix} 因为（ N θ_{r} ） & 因为（ N θ_{r} - \frac{2 π}{3.} ） & 因为（ N θ_{r} + \frac{2 π}{3.} ） \\ - 罪（ N θ_{r} ） & - 罪（ N θ_{r} - \frac{2 π}{3.} ） & - 罪（ N θ_{r} + \frac{2 π}{3.} ） \\ \frac{1}{2} & \frac{1}{2} & \frac{1}{2} \end{matrix} ］［ \begin{matrix} 我_{一个} \\ \begin{array}{l} 我_{b} \\ 我_{c} \end{array} \end{matrix} ］$

在哪里我_一个，我_b,我_c分别为a相电流、b相电流和c相电流。

第二个选项。Q导D，转子角从a相到Q轴测量

N:极对数
θ_r:转子角
我_d，我_问: d轴电流和q轴电流
我_p:电流大小= $\sqrt{我_{d}^{2} + 我_{问}^{2}}$
β:当前提前角= ${棕褐色}^{- 1} （ - 我_{d} / 我_{问} ）$

对应的园区变换为

$［ \begin{matrix} 我_{d} \\ 我_{问} \\ 我_{0} \end{matrix} ］＝ \frac{2}{3.} ［ \begin{matrix} 罪（ N θ_{r} ） & 罪（ N θ_{r} - \frac{2 π}{3.} ） & 罪（ N θ_{r} + \frac{2 π}{3.} ） \\ 因为（ N θ_{r} ） & 因为（ N θ_{r} - \frac{2 π}{3.} ） & 因为（ N θ_{r} + \frac{2 π}{3.} ） \\ \frac{1}{2} & \frac{1}{2} & \frac{1}{2} \end{matrix} ］［ \begin{matrix} 我_{一个} \\ \begin{array}{l} 我_{b} \\ 我_{c} \end{array} \end{matrix} ］$

在哪里我_一个，我_b,我_c分别为a相电流、b相电流和c相电流。

选项3。D导Q，转子角从a相到D轴测量

N:极对数
θ_r:转子角
我_d，我_问: d轴电流和q轴电流
我_p:电流大小= $\sqrt{我_{d}^{2} + 我_{问}^{2}}$
β:当前提前角= ${棕褐色}^{- 1} （ - 我_{d} / 我_{问} ）$

对应的园区变换为

$［ \begin{matrix} 我_{d} \\ 我_{问} \\ 我_{0} \end{matrix} ］＝ \frac{2}{3.} ［ \begin{matrix} 因为（ N θ_{r} ） & 因为（ N θ_{r} - \frac{2 π}{3.} ） & 因为（ N θ_{r} + \frac{2 π}{3.} ） \\ 罪（ N θ_{r} ） & 罪（ N θ_{r} - \frac{2 π}{3.} ） & 罪（ N θ_{r} + \frac{2 π}{3.} ） \\ \frac{1}{2} & \frac{1}{2} & \frac{1}{2} \end{matrix} ］［ \begin{matrix} 我_{一个} \\ \begin{array}{l} 我_{b} \\ 我_{c} \end{array} \end{matrix} ］$

在哪里我_一个，我_b,我_c分别为a相电流、b相电流和c相电流。

选项4。D导Q，转子角从a相到Q轴测量

N:极对数
θ_r:转子角
我_d，我_问: d轴电流和q轴电流
我_p:电流大小= $\sqrt{我_{d}^{2} + 我_{问}^{2}}$
β:当前提前角= ${棕褐色}^{- 1} （ - 我_{d} / 我_{问} ）$

对应的园区变换为

$［ \begin{matrix} 我_{d} \\ 我_{问} \\ 我_{0} \end{matrix} ］＝ \frac{2}{3.} ［ \begin{matrix} - 罪（ N θ_{r} ） & - 罪（ N θ_{r} - \frac{2 π}{3.} ） & - 罪（ N θ_{r} + \frac{2 π}{3.} ） \\ 因为（ N θ_{r} ） & 因为（ N θ_{r} - \frac{2 π}{3.} ） & 因为（ N θ_{r} + \frac{2 π}{3.} ） \\ \frac{1}{2} & \frac{1}{2} & \frac{1}{2} \end{matrix} ］［ \begin{matrix} 我_{一个} \\ \begin{array}{l} 我_{b} \\ 我_{c} \end{array} \end{matrix} ］$

在哪里我_一个，我_b,我_c分别为a相电流、b相电流和c相电流。

计算铁损

的FEM-Parameterized永磁同步电动机块模型铁损失根据参数化方法选择的通量和扭矩。

指定开路和短路损耗数据(仅永磁电机)

为二维偏导数数据，三维偏导数数据,4-D偏导数数据选项，有或没有热端口，铁损失模型是基于梅勒的工作[1]．铁损耗分为两项，一项表示主磁化路径，另一项表示在磁场减弱操作期间变得活跃的交叉齿尖路径。

表示主磁化路径的项取决于感应均方根定子电压， $V_{米_{r 米年代}}^{}$ ：

$P_{O C} （ V_{米_{r 米年代}}^{} ）＝ \frac{{一个}_{h}}{k} V_{米_{r 米年代}}^{} + \frac{{一个}_{j}}{k^{2}} V_{米_{r 米年代}}^{2} + \frac{{一个}_{e x}}{k^{1．5}} V_{米_{r 米年代}}^{1．5}$

这是空载运行时的主导项。k是与有效值伏特/赫兹相关的反电动势常数。它被定义为 $k ＝ V_{米_{r 米年代}}^{} / f$ ,在那里f是电频率。右边第一项是磁滞损耗，第二项是涡流损耗，第三项是超额损耗。出现在分子上的三个系数是从你提供的开路迟滞、涡流和超额损耗的值推导出来的。

当消磁场建立时，表示交叉齿尖路径的项变得很重要，可以从有限元分析短路测试中确定。它取决于与齿尖通量相关的均方根电动势， $V_{d_{r 米年代}}^{＊}$ ：

$P_{年代 C} （ V_{d_{r 米年代}}^{＊} ）＝ \frac{b_{h}}{k} V_{d_{r 米年代}}^{＊} + \frac{b_{j}}{k^{2}} V_{d_{r 米年代}}^{＊ 2} + \frac{b_{e x}}{k^{1．5}} V_{d_{r 米年代}}^{＊ 1．5}$

这三个分子项是从你提供的短路迟滞、涡流和超额损耗的值推导出来的。

斯坦梅茨参数化方法

为三维磁链数据不管有没有热端口，你也可以根据Steinmetz方程来模拟铁的损失。Steinmetz方法适用于不同的电机速度或电频率，因此铁损耗数据只需要作为电机电流的函数。

如果,在铁损设置，你设置模型参数指定开路和短路损耗数据(仅永磁电机)，该块使用Steinmetz方法，但假设常数系数，不依赖峰值电流和电流相位推进。如果您有动态测量，或者您要进行FE分析，从开路和短路模拟中获得铁的损耗，请选择此选项。

相反，如果您设置磁链数据格式参数是D和Q轴磁通连杆作为峰值电流大小(I)、电流前进角(B)和转子角(θ)的函数或a相磁链作为峰值电流大小(I)、电流前进角(B)和转子角(θ)的函数，然后块用峰值电流大小矢量I而且当前前进角度矢量B参数，使铁损失由:

$\begin{array}{l} P_{r o t o r} （ f ）＝ k_{h r} （我_{p} ， β ） f + k_{J r} （我_{p} ， β ） f^{2} + k_{e r} （我_{p} ， β ） f^{1．5} \\ P_{年代 t 一个 t o r} （ f ）＝ k_{h 年代} （我_{p} ， β ） f + k_{J 年代} （我_{p} ， β ） f^{2} + k_{e 年代} （我_{p} ， β ） f^{1．5} \end{array}$

地点:

f电频率在吗赫兹．
k_人力资源(我_p,β)是转子迟滞损失系数k_hr(I,B)．
k_小(我_p,β)是转子涡流损失系数k_Jr(I,B)．
k_呃(我_p,β)是转子过剩电流损耗系数，k_er(I,B)．
k_海关(我_p,β)是定子滞回损耗系数，k_hs(I,B)．
k_Js(我_p,β)是定子涡流损失系数k_Js(I,B)．
k_西文(我_p,β)是定子过电流损耗系数k_es(I,B)．

类似地，如果您设置磁链数据格式参数是D和Q轴磁通连杆作为D轴电流(iD)， Q轴电流(iQ)和转子角度(θ)的函数或a相磁链作为d轴电流(iD)， q轴电流(iQ)和转子角度(θ)的函数，则铁的损失为:

$\begin{array}{l} P_{l o 年代年代， r o t o r} （ f ）＝ k_{h r} （我_{d} ，我_{问} ） f + k_{J r} （我_{d} ，我_{问} ） f^{2} + k_{e r} （我_{d} ，我_{问} ） f^{1．5} \\ P_{l o 年代年代，年代 t 一个 t o r} （ f ）＝ k_{h 年代} （我_{d} ，我_{问} ） f + k_{J 年代} （我_{d} ，我_{问} ） f^{2} + k_{e 年代} （我_{d} ，我_{问} ） f^{1．5} \end{array}$

地点:

k_人力资源(我_d,我_问）是转子迟滞损失系数k_hr(id,iq)．
k_小(我_d,我_问）是转子涡流损失系数k_Jr(id,iq)．
k_呃(我_d,我_dq）是转子过剩电流损耗系数k_er(id,iq)．
k_海关(我_d,我_问）是定子迟滞损失系数k_hs(id,iq)．
k_Js(我_d,我_问）是定子涡流损失系数k_Js(id,iq)．
k_西文(我_d,我_问）是定子过电流损耗系数k_es(id,iq)．

选择此选项时，必须使用可以计算系数的电机设计工具。有关更多信息，请参见从电机cad中导入IPMSM磁链数据的例子。

表与电流和速度

为三维磁链数据有或没有热端口，你也可以建模铁损失独立表为转子和定子。

如果你设置磁链数据格式参数是D和Q轴磁通连杆作为峰值电流大小(I)、电流前进角(B)和转子角(θ)的函数或a相磁链作为峰值电流大小(I)、电流前进角(B)和转子角(θ)的函数时，块用表表示铁的损失峰值电流大小矢量I而且当前前进角度矢量B参数，使铁损失由:

$P_{l o 年代年代} （我_{p} ， β ， w ）＝ t 一个 b l e l o o k u p （ P_{t 一个 b l e} ，我_{p} ， β ， w ）$

在哪里w是转子转速矢量w参数。

$P_{l o 年代年代} （我_{d} ，我_{问} ， w ）＝ t 一个 b l e l o o k u p （ P_{t 一个 b l e} ，我_{d} ，我_{问} ， w ）．$

模型热影响

您可以公开热端口，以模拟将功率转换为热的损失的影响。若要暴露热接口，请设置建模选项参数:

二维偏导数数据|无热接口- 2-D表查找参数化，可选择按电流和转子角度制表，但没有热端口。
二维偏导数数据|显示热端口- 2-D表查找参数化，可选择按电流和转子角度制表，并与热端口。
三维偏导数据|无热接口- 3维查表参数化，根据直流电流、交电流和转子角度，但不含热接口。
三维偏导数数据|显示热接口-三维表查找参数化，基于直流电、正交电流和转子角度，并带有热接口。
4d偏导数数据|无热接口- 4-D表查找参数化，根据三个定子绕组电流和转子角度，但不含热端口。
4d偏导数数据|显示热端口- 4-D表查找参数化，根据三个定子绕组电流和转子角度，并与热端口。
三维磁链数据|无热接口- 3-D表查找参数化，基于无热端口的磁链数据。
三维磁链数据|显示热接口-基于与热端口的磁通联动数据，3-D表查找参数。

有关在执行器块中使用热端口的详细信息，请参见旋转和平移执行器的热效应模拟．

假设和限制

该块有以下限制:

对于二维数据模型，定子-定子互感，定义为定子互感Ms参数值，在模拟过程中是恒定的，不随转子角度变化。这意味着该模块适合建模大多数PMSM和无刷直流电机，但不适合开关磁阻电机。
3-D和4-D数据模型假设对称，因此可以从线圈A确定线圈B和C的磁链对电流和转子角度的依赖关系。
对于4-D数据模型，在固定独立参数值(三个电流和转子角度)时考虑内存需求。线性插值选项使用较少的内存，但光滑插值选项对于给定的独立参数间距更准确。
铁损失模型假设正弦电流。

港口

保护

全部展开

`一个`——总会连接
电

与a相连接相关联的电节约端口。

`b`- b相连接
电

与b相连接相关联的电节约端口。

`c`——C-phase连接
电

与c相连接相关联的电保存端口。

`n`——中性阶段
电

与中性相关联的电保存端口。

依赖关系

若要启用此端口，请设置建模选项参数是

二维偏导数数据|无热接口，二维偏导数数据|显示热端口，三维偏导数据|无热接口，三维偏导数数据|显示热接口，4d偏导数数据|无热接口,或4d偏导数数据|显示热端口
三维磁链数据|无热接口或三维磁链数据|显示热接口并设置使中立港口参数是的．

`C`——电动机情况
机械

与电机外壳相关联的机械旋转保存端口。

`R`——电动机转子
机械

与电机转子相关联的机械转动保存端口。

`哈`—绕线热接口
热

与绕组A相关的热保存端口。

依赖关系

若要启用此端口，请设置建模选项来显示热港口．

`乙肝`- B绕组热接口
热

与绕组B相关的热保存端口。

依赖关系

若要启用此端口，请设置建模选项来显示热港口．

`HC`-绕组C热口
热

与C绕组相关的热保存端口。

依赖关系

若要启用此端口，请设置建模选项来显示热港口．

`人力资源`-转子热接口
热

与转子相关联的热保存端口。

依赖关系

若要启用此端口，请设置建模选项来显示热港口．

参数

全部展开

`建模选项`-磁通和扭矩参数化方法
`二维偏导数数据|无热接口`(默认)|`二维偏导数数据|显示热端口`|`三维偏导数据|无热接口`|`三维偏导数数据|显示热接口`|`4d偏导数数据|无热接口`|`4d偏导数数据|显示热端口`|`三维磁链数据|无热接口`|`三维磁链数据|显示热接口`

磁通和转矩的参数化方法。为了模拟铜电阻和铁损耗将电能转换为热量的影响，请选择带有热端口的选项。

电学(二维偏导数数据参数化)

的这种配置电参数对应二维偏导数数据块参数化，有或没有热端口。如果正在使用块的3-D偏导数数据、4-D偏导数数据或3-D通量联动数据参数化，请参见电气(三维偏导数数据参数化)，电气(4-D偏导数数据参数化),或电学(三维磁链数据参数化)分别。

`参数化`——参数化方法
`设相电流和转子角的互感常数表`(默认)|`假设有d轴和q轴电流的正弦反电动势表`

选择参数化方法:

设相电流和转子角的互感常数表-这种方法假设连接每个绕组的磁通只非线性地依赖于同一绕组的电流加上转子角度。
假设有d轴和q轴电流的正弦反电动势表-该方法假定连接每个绕组的磁链与所有定子绕组电流呈非线性关系。假设永磁体磁链为正弦。这个选项通常非常适合于内部磁体永磁同步电机(或ipmsm)。

`绕组类型`-定子绕组配置
`Wye-wound`(默认)|`Delta-wound`

选择定子绕组的配置:

Wye-wound—定子绕组为绕线绕组。
Delta-wound—定子绕组采用三角绕线。的一个-phase用于端口之间的连接一个而且b,b端口之间的规律b而且c和c端口之间的规律c而且一个．

`电流矢量,我`-电流矢量
`(2 0 2)一个`(默认)

电流矢量对应于所提供的磁链偏导数。电流矢量必须是双面的(有正负值)。

依赖关系

此参数仅在设置参数化参数设相电流和转子角的互感常数表．

`转子角向量`-转子角向量
`[0, 20, 40, 60]度`(默认)

转子角的矢量对应于所提供的磁链偏导数。向量必须从零开始。该值对应于a相磁通与转子永磁峰值磁通方向(直轴或d设在)。最后一个值,Θ_马克斯，必须是转子角的磁链图形再次峰值。因此，极对的数量为360 /Θ_马克斯如果Θ_马克斯用度数表示。默认值对应6极对电机。

依赖关系

此参数仅在设置参数化参数设相电流和转子角的互感常数表．

`磁链偏导数wrt电流，dPhi(i，)/di`-磁链对电流的偏导数
`0.0002 * 1(3、4)Wb /`(默认)

磁链偏导数对电流的矩阵，定义为电流矢量和转子角矢量的函数。磁链是磁链乘以绕组匝数。默认值对应于定子电感不依赖于定子电流或转子角度的特殊情况。

依赖关系

此参数仅在设置参数化参数设相电流和转子角的互感常数表．

`磁链偏导数wrt角，d(i，)/d`-通量连杆对角度的偏导数
`[0， -0.16, 0.16, 0;0， -0.16, 0.16, 0;0， -0.16, 0.16, 0]Wb / rad`(默认)

磁链对转子角偏导数的矩阵，定义为电流矢量和转子角矢量的函数。磁链是磁链乘以绕组匝数。默认值为[0， -0.16, 0.16, 0;0， -0.16, 0.16, 0;0， -0.16, 0.16, 0]Wb/rad，对应于定子电感不依赖于定子电流的特殊情况。

依赖关系

此参数仅在设置参数化参数设相电流和转子角的互感常数表．

`直轴电流矢量，id`-直轴电流矢量
`(-200, 0, 200)一个`(默认)

向量的d-轴电流对应于所提供的电感。电流矢量必须是双面的(有正负值)。

依赖关系

此参数仅在设置参数化参数假设有d轴和q轴电流的正弦反电动势表．

`交轴电流矢量，iq`-正交轴电流矢量
`(-200, 0, 200)一个`(默认)

向量的问-轴电流对应于所提供的电感。电流矢量必须是双面的(有正负值)。

依赖关系

此参数仅在设置参数化参数假设有d轴和q轴电流的正弦反电动势表．

`Ld矩阵,Ld (id、智商)`- - - - - - Ld矩阵
`0.0002 * 1 (3)H`(默认)

矩阵的d-轴电感量相对于电流，定义为的函数d设在和问设在电流向量。

依赖关系

此参数仅在设置参数化参数假设有d轴和q轴电流的正弦反电动势表．

`Lq矩阵,Lq (id、智商)`——Lq矩阵
`0.0002 * 1 (3)H`(默认)

矩阵的问-轴电感量相对于电流，定义为的函数d设在和问设在电流向量。

依赖关系

此参数仅在设置参数化参数假设有d轴和q轴电流的正弦反电动势表．

`永磁磁链，PM(id,iq)`-永磁磁通联动
`0.1 * 1 (3)白平衡`(默认)

永磁体磁通连杆相对于电流的矩阵，定义为的函数d设在和问设在电流向量。磁链是磁链乘以绕组匝数。

依赖关系

此参数仅在设置参数化参数假设有d轴和q轴电流的正弦反电动势表．

`极对数`-极对的数量
`6`(默认)

永磁电机极对数。

依赖关系

此参数仅在设置参数化参数假设有d轴和q轴电流的正弦反电动势表．

`计算转矩矩阵?`-电磁转矩数据规范
`是的`(默认)|`No -直接指定`

指定电磁转矩数据的提供方式:

是-该块从磁链信息计算扭矩，作为电流和转子角度的函数。
No -直接指定-直接输入电磁转矩数据，使用转矩矩阵,T(我,θ)参数。

依赖关系

此参数仅在设置参数化参数设相电流和转子角的互感常数表．如果你设置参数化参数假设有d轴和q轴电流的正弦反电动势表，扭矩的方程是由所提供的矩阵明确表示的。

`转矩矩阵,T(我,θ)`——转矩矩阵
`0 (3,3,3,4)N * m`(默认)

指定应用于转子的电磁转矩矩阵，作为电流和转子角度的函数。此参数仅在计算转矩矩阵?被设置为No -直接指定．

依赖关系

此参数仅在设置计算转矩矩阵?参数No -直接指定．

`插值法`- - - - - -插值法
`线性光滑的`(默认)

当输入值在两个连续网格点之间时，选择以下插值方法中的一种来逼近输出值:

线性-对多维插值使用线性算法的扩展。选择此选项可获得最佳性能。
光滑的-采用改进的Akima插值算法。选择此选项可生成具有连续一阶导数的连续曲面。

有关插值方法的更多信息，请参见PS查阅表(2D)块引用页面。

`每相定子电阻，Rs`-定子每相电阻
`0.013欧姆`(默认)

每一个定子绕组的电阻。

`定子互感Ms`-定子互感
`0.00002H`(默认)

定子-定子互感，假定它与电流和转子角度无关。

依赖关系

此参数仅在设置参数化参数设相电流和转子角的互感常数表．

`定子零序电感L0`-定子零序电感
`0.00016H`(默认)

零序电感。

依赖关系

若要启用此参数，请设置参数化来假设有d轴和q轴电流的正弦反电动势表．

电气(三维偏导数数据参数化)

的这种配置电参数对应三维偏导数数据块变体，有或没有热端口。如果正在使用块的2d偏导数数据、4d偏导数数据或3d通量联动数据参数化，请参见电学(二维偏导数数据参数化)，电气(4-D偏导数数据参数化),或电学(三维磁链数据参数化)分别。

`绕组类型`-定子绕组配置
`Wye-wound`(默认)|`Delta-wound`

选择定子绕组的配置:

Wye-wound—定子绕组为绕线绕组。
Delta-wound—定子绕组采用三角绕线。的一个-phase用于端口之间的连接一个而且b,b端口之间的规律b而且c和c端口之间的规律c而且一个．

`直轴电流矢量，iD`-直轴电流矢量
`(-200, 0, 200)一个`(默认)

所述磁链偏导数对应的直轴电流矢量。电流矢量必须是双面的(有正负值)。

`正交轴电流矢量，iQ`-正交轴电流矢量
`(-200, 0, 200)一个`(默认)

对应于所提供的磁链偏导数的二次轴电流矢量。电流矢量必须是双面的(有正负值)。

`转子角向量`-转子角矢量
`[0, 20, 40, 60]度`(默认)

`a相磁链偏导数wrt iA, dPhiA(id,iq， θ)/diA`- a相磁链对iA的偏导数
`0(3、3、4)Wb /`(默认)

A相磁链偏导数对A绕组电流的矩阵，定义为两个电流矢量和转子角矢量的函数。磁链是磁链乘以绕组匝数。

`a相磁链偏导数wrt iB, dPhiA(id,iq， θ)/diB`- a相磁链对iB的偏导数
`0(3、3、4)Wb /`(默认)

a相磁链偏导数对绕组B电流的矩阵，定义为两个电流矢量和转子角矢量的函数。磁链是磁链乘以绕组匝数。

`a相磁链偏导数wrt iC, dPhiA(id,iq， θ)/diC`- a相磁链对iC的偏导数
`0(3、3、4)Wb /`(默认)

a相磁链偏导数对绕组C电流的矩阵，定义为两个电流矢量和转子角矢量的函数。磁链是磁链乘以绕组匝数。

`a相磁链偏导数wrt角，dPhiA(id,iq，)/d`- a相磁链对角度的偏导数
`0(3、3、4)Wb / rad`(默认)

a相磁链对转子角偏导数的矩阵，定义为两个电流矢量和转子角矢量的函数。磁链是磁链乘以绕组匝数。

`转矩矩阵T (id、智商、θ)`——转矩矩阵
`0(3、3、4)N * m`(默认)

指定应用到转子的电磁转矩矩阵，作为两个电流和转子角度的函数。

`插值法`- - - - - -插值法
`线性`(默认)|`光滑的`

当输入值在两个连续网格点之间时，选择以下插值方法中的一种来逼近输出值:

线性-对多维插值使用线性算法的扩展。选择此选项可获得最佳性能。
光滑的-采用改进的Akima插值算法。选择此选项可生成具有连续一阶导数的连续曲面。

有关插值方法的更多信息，请参见PS查阅表(3D)块引用页面。

`每相定子电阻，Rs`-定子每相电阻
`0.013欧姆`(默认)

每一个定子绕组的电阻。

电气(4-D偏导数数据参数化)

的这种配置电参数对应4-D偏导数数据块变体，有或没有热端口。如果正在使用块的2d偏导数数据、3d偏导数数据或3d通量联动数据参数化，请参见电学(二维偏导数数据参数化)，电气(三维偏导数数据参数化),或电学(三维磁链数据参数化)分别。

`绕组类型`-定子绕组配置
`Wye-wound`(默认)|`Delta-wound`

选择定子绕组的配置:

Wye-wound—定子绕组为绕线绕组。
Delta-wound—定子绕组采用三角绕线。的一个-phase用于端口之间的连接一个而且b,b端口之间的规律b而且c和c端口之间的规律c而且一个．

`相电流矢量，iA`- a相电流矢量
`(-200, 0, 200)一个`(默认)

对应于所述磁链偏导数的a相电流矢量。电流矢量必须是双面的(有正负值)。

`b相电流矢量，iB`- b相电流矢量
`(-200, 0, 200)一个`(默认)

所述磁链偏导数对应的b相电流矢量。电流矢量必须是双面的(有正负值)。

`c相电流矢量iC`- c相电流矢量
`(-200, 0, 200)一个`(默认)

所述磁链偏导数对应的c相电流矢量。电流矢量必须是双面的(有正负值)。

`转子角向量`-转子角矢量
`[0, 20, 40, 60]度`(默认)

`a相磁链偏导数wrt iA, dPhiA(iA,iB,iC， θ)/diA`- a相磁链对iA的偏导数
`0 (3,3,3,4)Wb /`(默认)

A相磁链偏导数对A绕组电流的矩阵，定义为三个电流矢量和转子角矢量的函数。磁链是磁链乘以绕组匝数。

`a相磁链偏导数wrt iB, dPhiA(iA,iB,iC， θ)/diB`- a相磁链对iB的偏导数
`0 (3,3,3,4)Wb /`(默认)

a相磁链偏导数对绕组B电流的矩阵，定义为三个电流矢量和转子角矢量的函数。磁链是磁链乘以绕组匝数。

`a相磁链偏导数wrt iC, dPhiA(iA,iB,iC， θ)/diC`- a相磁链对iC的偏导数
`0 (3,3,3,4)Wb /`(默认)

a相磁链偏导数对绕组C电流的矩阵，定义为三个电流矢量和转子角矢量的函数。磁链是磁链乘以绕组匝数。

`a相磁链偏导数wrt角，dPhiAiA,iB,iC，)/ dθ`- a相磁链对角度的偏导数
`0 (3,3,3,4)Wb / rad`(默认)

a相磁链对转子角偏导数的矩阵，定义为三个电流矢量和转子角矢量的函数。磁链是磁链乘以绕组匝数。

`转矩矩阵,T (iA、iB、iC、θ)`——转矩矩阵
`0 (3,3,3,4)N * m`(默认)

指定应用到转子的电磁转矩矩阵，作为三个电流和转子角度的函数。

`插值法`- - - - - -插值法
`线性`(默认)|`光滑的`

当输入值在两个连续网格点之间时，选择以下插值方法中的一种来逼近输出值:

线性-对多维插值使用线性算法的扩展。选择此选项可获得最佳性能。
光滑的-采用改进的Akima插值算法。选择此选项可生成具有连续一阶导数的连续曲面。

有关插值方法的更多信息，请参见PS查阅表(3D)块引用页面。

`每相定子电阻，Rs`-定子每相电阻
`0.013欧姆`(默认)

每一个定子绕组的电阻。

电学(三维磁链数据参数化)

的这种配置电参数对应3d通量联动数据块变体，有或没有热端口。如果使用块的2d偏导数数据、3d偏导数数据或4-D偏导数数据参数化，请参见电学(二维偏导数数据参数化)，电气(三维偏导数数据参数化),或电气(4-D偏导数数据参数化),分别。

`磁链数据格式`—磁链数据格式
`D和Q轴磁通连杆作为D轴电流(iD)， Q轴电流(iQ)和转子角度(θ)的函数`(默认)|`D和Q轴磁通连杆作为峰值电流大小(I)、电流前进角(B)和转子角(θ)的函数`|`a相磁链作为d轴电流(iD)， q轴电流(iQ)和转子角度(θ)的函数`|`a相磁链作为峰值电流大小(I)、电流前进角(B)和转子角(θ)的函数`

选择FE工具使用的磁链数据格式:

D和Q轴磁通连杆作为D轴电流(iD)， Q轴电流(iQ)和转子角度(θ)的函数
D和Q轴磁通连杆作为峰值电流大小(I)、电流前进角(B)和转子角(θ)的函数
a相磁链作为d轴电流(iD)， q轴电流(iQ)和转子角度(θ)的函数
a相磁链作为峰值电流大小(I)、电流前进角(B)和转子角(θ)的函数

`绕组类型`-定子绕组配置
`Wye-wound`(默认)|`Delta-wound`

选择定子绕组的配置:

Wye-wound—定子绕组为绕线绕组。
Delta-wound—定子绕组采用三角绕线。的一个-phase用于端口之间的连接一个而且b,b端口之间的规律b而且c和c端口之间的规律c而且一个．

`使中立港口`-中性端口能见度
`没有`(默认)|`是的`

是否公开块的中立端口。

如果暴露中立端口，块也建模零序列电流。参数化了零序列定子零序电感L0参数。当你用iD而且智商，或就电流大小和相位推进而言，没有关于非线性依赖于零序电流的信息，块引入了某种程度的近似。对于更精确的结果，特别是对于大的零序电流，使用4-D偏导数数据参数化的选择。

依赖关系

若要启用此参数，请设置绕组类型参数Wye-wound．

`极对数`-极对的数量
`4`(默认)

永磁电机极对数。默认值为4．

`朴氏制表数据的惯例`- Park制表数据约定
`Q导D，转子角从a相到D轴测量`(默认)|`Q导D，转子角从a相到Q轴测量`|`D导Q，转子角从a相到D轴测量`|`D导Q，转子角从a相到Q轴测量`

为给定的Park变换选择顺序和参考角度dq数据到三个绕组。

Q导D，转子角从a相到D轴测量-角的正交直接变换d轴。
Q导D，转子角从a相到Q轴测量-角的正交直接变换问轴。
D导Q，转子角从a相到D轴测量-角的直接正交变换d轴。
D导Q，转子角从a相到Q轴测量-角的直接正交变换问轴。

`直轴电流矢量，iD`-直轴电流矢量
`(-200, 0, 200)一个`(默认)

列有磁链的直轴电流矢量。电流矢量必须是双面的(有正负值)。

依赖关系

此参数仅在设置磁链数据格式参数D和Q轴磁通连杆作为D轴电流(iD)， Q轴电流(iQ)和转子角度(θ)的函数或a相磁链作为d轴电流(iD)， q轴电流(iQ)和转子角度(θ)的函数．

`正交轴电流矢量，iQ`-正交轴电流矢量
`(-200, 0, 200)一个`(默认)

列有磁链的正交轴电流的矢量。电流矢量必须是双面的(有正负值)。

依赖关系

`峰值电流大小矢量I`-峰值电流大小矢量
`[0, 100, 200)一个`(默认)

列示磁链的电流大小的行向量。第一个元素必须是零。相邻的电流值应该相对于磁饱和开始发生时的电流值较小。这是因为导出的磁通偏导数在零电流时定义不清，因此在第一个非零电流时计算。

依赖关系

此参数仅在设置磁链数据格式参数D和Q轴磁通连杆作为峰值电流大小(I)、电流前进角(B)和转子角(θ)的函数或a相磁链作为峰值电流大小(I)、电流前进角(B)和转子角(θ)的函数．

`电流超前角B`-电流提前角
`[-180， -90, 0, 90, 180]度`(默认)

列示磁链处的电流超前角值的行向量。电流超前角定义为电流超前Q轴的角度。

依赖关系

`转子角向量`-转子角矢量
`[[0, 5, 10, 15, 20, 25, 30]度`(默认)

转子角的矢量，其中磁链被列成表。向量必须从零开始。该值对应于a相磁通与转子永磁峰值磁通方向(直轴或d设在)。最后一个值,Θ_马克斯，必须是转子角的磁链图形再次峰值。因此，极对的数量为360 /Θ_马克斯如果Θ_马克斯用度数表示。默认值对应4极对电机。

如果磁链数据格式是D和Q轴磁通连杆作为D轴电流(iD)， Q轴电流(iQ)和转子角度(θ)的函数或D和Q轴磁通连杆作为峰值电流大小(I)、电流前进角(B)和转子角(θ)的函数(也就是说，如果将D和Q磁链数据制表)，那么转子角矢量必须有四个或更多的点，并且范围从0到120/N度,N是极对的数目。如果磁链数据格式是a相磁链作为d轴电流(iD)， q轴电流(iQ)和转子角度(θ)的函数或a相磁链作为峰值电流大小(I)、电流前进角(B)和转子角(θ)的函数(即如果将a相磁链数据制表)，则转子角矢量必须有3n+ 1点,在那里n>=2，取值范围为0 ~ 360/3/N度。