モーターのモデリングとシミュレーション

モーターのモデリングとモーターのシミュレーションにより、システムレベルの性能解析から詳細のモータードライブ設計まで幅広いタスクを行うことができます。各タスクでは、モーターのモデルとモーターのシミュレーションで取得される異なった物理効果が必要になります。モータードライブ設計者は、有限要素解析 (FEA) データをインポートして、設計パラメーターを最適化して損失を最小化する必要があることがあります。システムのエンジニアは、機械と電力のバランスをとる抽象的なモーターのモデリングを使用して、モーターのシミュレーションを加速して、モータードライブでのシステムレベルの性能を解析します。

Simulink^® と Simscape™ は、複数の忠実度レベルのモーターのモデリングとシミュレーションをサポートします。

• システム設計:
  • パルス幅変調 (PWM)、またはパワー エレクトロニクスのスイッチングなし
  • 簡易ダイナミクス
  • エネルギーベースの、定常状態等価と効率マップのモデリング
• 制御設計:
  • 理想スイッチング
  • 集中パラメーターのモデリング
  • 線形のトルク-電流関係
• モータードライブ設計:
  • 非理想的スイッチング – 電力用半導体での物理ベースのモデリング
  • 飽和 – 電流およびまたは回転子の角度の非線形依存関係
  • 空間高調波 – コギングと磁束鎖交での高調波により起こるトルク リップルなど

高速なモーターのシミュレーションのため、損失情報のテーブルをシステム設計レベルのモーターモデルに統合し、より大きなシステムの一部として設計の挙動を確認して、同時にシステム全体の効率性を正確に予測することができます。永久磁石同期モーターのモデリングのための制御設計忠実度レベルを使用して、ハイブリッド電気自動車の概念実証での電気ドライブ制御戦略を開発することができます。計測したデータに基づいてパラメーター値を推定することにより、現実的なシミュレーション挙動を確認することができます。磁気飽和または異なった負荷でのパラメーターの変化に対応するため、モータードライブ設計忠実度レベルを使用して、非線形の磁束と電流の関係を表す FEA データを取り込むことができます。最高の忠実度でのモーター シミュレーションは、追加の FEA データを空間高調波に使用して、トルクリップルの緩和アルゴリズムの開発し、ドライブ設計を最適化することで行うことができます。