모터 모델링과 시뮬레이션

Simulink 및 Simscape를 이용하여 다양한 충실도로 모터와 모터 드라이브를 모델링하고 시뮬레이션합니다.

모터 모델링과 모터 시뮬레이션을 통해 시스템 수준 성능 분석에서 상세한 전기모터 드라이브 설계까지 다양한 과제를 수월하게 수행할 수 있습니다. 각각의 과제에서는 모터 모델과 모터 시뮬레이션에서 다양한 물리적 효과를 포착하도록 요구합니다. 모터 드라이브 설계자는 유한 요소 해석(FEA) 데이터를 가져와서 손실을 최소화하는 한편 드라이브 설계 매개 변수를 최적화해야 할 수 있습니다. 시스템 엔지니어는 흔히 모터 시뮬레이션 속도를 높이고 모터 드라이브의 시스템 수준 성능을 분석하기 위해, 기계적 동력과 전력의 균형을 달성하는 추상적인 모터 모델링에 더 의존하는 경우가 많습니다.

Simulink®와 Simscape™는 모터 모델링과 모터 시뮬레이션을 위해 다수의 충실도 수준을 지원합니다.

  • 시스템 설계:
    • 펄스 폭 변조(PWM) 또는 전력 전자 스위칭 없음
    • 단순화된 동역학
    • 에너지 기반, 정상 상태 등가 및 효율 맵 모델링
  • 제어 설계:
    • 이상적인 스위칭
    • 집중(lumped) 매개 변수 모델링
    • 선형 토크-전류 관계
  • 모터 드라이브 설계:
    • 비이상적인 스위칭 - 전력 반도체를 나타내는 물리학 기반 모델링
    • 포화 – 전류 및/또는 회전자 각도에 대한 비선형적인 의존성
    • 공간적 고조파 – 자속 쇄교에서 코깅 및 고조파에 의한 토크 리플 포함

모터를 빠르게 시뮬레이션하기 위해, 표로 된 손실 정보를 시스템 설계 수준 모터 모델에 통합하고, 전반적인 시스템의 효율을 계속 정확히 예측하면서도 더 큰 시스템의 일부로서 설계의 거동을 확인할 수 있습니다. 영구자석 동기 모터 모델링에 관한 제어 설계 충실도 수준을 이용하여, 하이브리드 전기차량의 개념증명 전기 구동 제어 전략을 수립할 수 있습니다. 측정된 데이터를 기초로 하여 매개 변수 값 추정을 통해, 사실적인 모터 시뮬레이션 거동을 보장할 수 있습니다. 다양한 부하 수준에서 일어나는 자기 포화 또는 매개 변수 변동을 감안하기 위해, 모터 드라이브 설계 충실도 수준을 이용하여, 비선형 자속-전류 관계를 기술하는 FEA 데이터를 모터 모델에 포함시킬 수 있습니다. 공간 고조파에 대한 추가적인 FEA 데이터를 이용하여, 충실도가 가장 높은 모터 시뮬레이션을 함으로써 토크 리플 경감 알고리즘 개발을 촉진하고 드라이브 설계를 최적화할 수 있습니다.

시뮬레이션 모델을 이용한 모터 제어 개발 시간 단축

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