単相誘導機

回路図エディタの単相誘導機コンポーネントの説明。

コンポーネント端子 m_pos および m_neg（図 1参照）は、主ステータ巻線端子です。単相誘導機の4種類のモデル（分相、コンデンサ始動、コンデンサ始動運転、外部始動）がモデル化されています。図 2 、図 3 、図 4 は、対応する機械タイプにおける主巻線と補助巻線の内部接続を示しています。外部始動を選択した場合、補助巻線端子がユーザーに表示されます。ステータは、リアクタンスインターフェースの背後の電圧の単相バリアントによって表されます。

電気サブシステムモデル

機械の電気部品は、静止したαβ座標系でモデル化された以下の連立方程式で表されます。回転子のすべての変数とパラメータは固定子を基準とします。

$[\begin{matrix} v_{α s} \\ v_{β s} \\ \begin{matrix} v_{α r}^{} \\ v_{β r}^{} \end{matrix} \end{matrix}] = [\begin{matrix} R_{s メートル} & 0 & 0 & 0 \\ 0 & R_{s 1つの} & 0 & 0 \\ 0 & 0 & R_{r メートル}^{} & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 北^{2} R_{r メートル}^{} \end{matrix}] [\begin{matrix} 私_{α s} \\ 私_{β s} \\ \begin{matrix} 私_{α r}^{} \\ 私_{β r}^{} \end{matrix} \end{matrix}] + \frac{d}{d t} [\begin{matrix} ψ_{α s} \\ ψ_{β s} \\ \begin{matrix} ψ_{α r}^{} \\ ψ_{β r}^{} \end{matrix} \end{matrix}] + [\begin{matrix} 0 \\ 0 \\ \begin{matrix} _{} {- \frac{1}{北} ω}_{r} ψ_{β r}_{} \\ _{} {北 ω}_{r} ψ_{α r}_{} \end{matrix} \end{matrix}]$

$[\begin{matrix} ψ_{α s} \\ ψ_{β s} \\ \begin{matrix} ψ_{α r}^{} \\ ψ_{β r}^{} \end{matrix} \end{matrix}] = [\begin{matrix} L_{l s メートル} + L_{メートルメートル} & 0 & L_{メートルメートル} & 0 \\ 0 & L_{l s 1つの} + 北^{2} L_{メートルメートル} & 0 & 北^{2} L_{メートルメートル} \\ L_{l r メートル} + L_{メートルメートル} & 0 & L_{メートルメートル} & 0 \\ 0 & 北^{2} (L_{l r メートル} + L_{メートルメートル}) & 0 & 北^{2} L_{メートルメートル} \end{matrix}] [\begin{matrix} 私_{α s} \\ 私_{β s} \\ \begin{matrix} 私_{α r}^{} \\ 私_{β r}^{} \end{matrix} \end{matrix}]$

T_{e} = p (\frac{1}{北} ψ_{メートル β} 私_{α s} - {北 ψ}_{メートル α} 私_{β s})

上記の式では、電流は次の変換を使用して主巻線と補助巻線のステータ電流から得られます。

[\begin{matrix} 私_{α s} \\ 私_{β s} \end{matrix}] = [\begin{matrix} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{matrix}] [\begin{matrix} 私_{メートル 1つの 私 n} \\ 私_{1つの あなた \times} \end{matrix}]

トルク計算に必要な磁化磁束は次の式で得られます。

$ψ_{メートル α} = ψ_{α s} - L_{l s メートル} 私_{α s}$

ψ_{メートル β} = ψ_{β s} - L_{l s 1つの} 私_{β s}

表1電気サブシステムモデルの変数
シンボル	説明
ψ _αs	固定子磁束のアルファ軸成分[Wb]
ψ _βs	固定子磁束のベータ軸成分[Wb]
ψ _αr	固定子を基準とした回転子磁束のアルファ軸成分[Wb]
ψ _βr	固定子を基準とした回転子磁束のベータ軸成分[Wb]
i _αs	固定子電流のアルファ軸成分[A]
i _βs	固定子電流のベータ軸成分 [A]
i _αr	回転子電流のアルファ軸成分（固定子参照）[A]
i _βr	回転子電流のベータ軸成分（固定子参照）[A]
v _αs	固定子電圧のアルファ軸成分[V]
v _βs	固定子電圧のベータ軸成分[V]
v _αr	ステータを基準としたローター電圧のアルファ軸成分[V]
v _βr	固定子を基準とした回転子電圧のベータ軸成分[V]
R _sm	固定子主巻線抵抗 [Ω]
R_サ	固定子補助巻線抵抗 [Ω]
R _rm	ローター主巻線抵抗 [Ω]
L _lsm	固定子主巻線漏れインダクタンス[H]
L_{ミリメートル}	主巻線相互インダクタンス[H]
L _lsa	固定子補助巻線漏れインダクタンス[H]
L _lrm	回転子主巻線漏れインダクタンス[H]
ω _r	ローター電気速度 [rad/s] ( $= p ω_{メートル}$ )
p	機械の極対数
T _e	機械発生電磁トルク[Nm]
$北$	補助巻線と主巻線の巻数比（ N _a /N _m ）

機械サブシステムモデル

運動方程式:

\frac{{d ω}_{メートル}}{d t} = \frac{1}{J_{メートル}} (T_{e} - T_{l} - b ω_{メートル})

θ_{メートル} = \int ω_{メートル} d t

表2機械サブシステムモデルの変数
シンボル	説明
ω _m	ローターの機械速度 [rad/s]
J_メートル	ローターと負荷の合成慣性モーメント [kgm2]
T _e	機械発生電磁トルク[Nm]
T _l	シャフトの機械的負荷トルク [Nm]
b	機械粘性摩擦係数[Nms]
θ _m	ローター機械角度 [rad]

注:運動方程式はすべての回転機械モデルで同じです。

ポート

m_pos（電気）
- 固定子巻線主正極端子

m_neg（電気）
- 固定子巻線主負極端子
A+（電気）
- 補助巻線正極端子
- 外部スターターマシンタイプを選択した場合に使用可能
A-（電気）
- 補助巻線負極端子
- 外部スターターマシンタイプを選択した場合に使用可能

で
- モデルロードソースを選択した場合に使用可能

電気（タブ）

機械タイプ
- 機械の種類: 分相、コンデンサ始動、コンデンサ始動運転、または外部始動

f
- 機械の公称周波数[Hz]

Rsm
- 固定子主巻線抵抗 [Ω]

リスム
- 固定子主巻線漏れインダクタンス[H]

Rsa
- 固定子補助巻線抵抗 [Ω]

イルサ
- 固定子補助巻線漏れインダクタンス[H]

んん
- 主巻線相互インダクタンス[H]

Rrm
- ローター主巻線抵抗 [Ω]

ラーム
- 回転子主巻線漏れインダクタンス[H]

ナ/ナノメートル
- 補助巻線と主巻線の巻数比

レスト
- コンデンサ始動抵抗 [Ω]
- マシンタイプが分相、コンデンサ始動、コンデンサ始動運転に設定されている場合に使用可能

Cst
- コンデンサ始動容量 [F]
- マシンタイプが分相、コンデンサ始動、コンデンサ始動運転に設定されている場合に使用可能

ルルン
- コンデンサ動作抵抗 [Ω]
- マシンタイプが分相、コンデンサ始動、コンデンサ始動運転に設定されている場合に使用可能

クラン
- コンデンサ容量 [F]
- マシンタイプが分相、コンデンサ始動、コンデンサ始動運転に設定されている場合に使用可能

メカニカル（タブ）

月経前緊張症
- 機械の極対数
ジャム
- ローターと負荷の合成慣性モーメント [kgm2]
摩擦係数
- 機械粘性摩擦係数[Nms]

切断速度係数
- 補助巻線が切断される回転子速度（同期速度の％）
- 外部スターターマシンタイプを選択した場合に使用可能

制約のない機械角度
- 機械角を0～2πに制限

ロード（タブ）

ロードソース
- 負荷ソースは、SCADA/外部またはモデルから設定できます (モデルの場合、1 つの信号処理入力が表示されます)。
- TyphoonSimでは、負荷ソースとしてSCADA/外部を選択した場合、アナログ信号は内部の仮想IOバスから読み取られます。したがって、アナログ出力1に何らかの信号が送信されると、アナログ入力1にも表示されます。
外部/モデル荷重タイプ
- 負荷の種類: トルクまたは速度
AIピンをロード
- 外部トルク/速度コマンド用の AI ピンをロードします。
- リアルタイム/VHIL シミュレーションでは、Load ai ピンは外部トルクコマンドの HIL アナログ入力アドレスを表します。
- TyphoonSimでは、アナログ信号は内部の仮想IOバスから読み取られます。したがって、アナログ出力1に何らかの信号が送られると、アナログ入力1にも表示されます。
- SCADA/外部がロードソースとして設定されている場合にのみ使用できます。
AIオフセットをロード
- 外部トルクコマンドを表す入力信号にオフセット値を割り当てます。
- SCADA/外部がロードソースとして設定されている場合にのみ使用できます。
ロードAIゲイン
- 外部トルクコマンドを表す入力信号にゲイン値を割り当てます。
- SCADA/外部がロードソースとして設定されている場合にのみ使用できます。

外部負荷を使用すると、load_ai_pin アドレスを持つ HIL/TyphoonSim (TyphoonSim の内部仮想 IO バス) アナログチャネルからのアナログ入力信号を外部トルク/速度負荷として使用し、次の式に従って入力信号にオフセット (V) とゲイン (Nm/V) を割り当てることができます。

$T_{l} = l o 1つの d_1つの私_グラム 1つの私 n \cdot (あ私 (l o 1つの d_1つの私_p 私 n) + l o 1つの d_1つの私_o f f s e t)$

注:別のコンポーネントが同じアナログ入力ピンを使用している場合、アナログ入力ピンは上書きされる可能性があります。同じコンポーネントまたは別のコンポーネントの別のプロパティが同じアナログ入力ピンを使用している場合、入力信号値はそれらのプロパティのどちらか一方にのみ適用されます。例えば、負荷信号とレゾルバキャリア信号の両方が同じアナログ入力ピンを使用している場合、信号値はどちらか一方にのみ適用されます。

フィードバック（タブ）

エンコーダー ppr
- インクリメンタルエンコーダの1回転あたりのパルス数
エンコーダZパルス長
- Zデジタル信号パルスの長さ（周期）。1 /4周期または全周期（デフォルト）を選択できます。
レゾルバ極対
- レゾルバの極対数
リゾルバキャリアソース
- レゾルバキャリア信号源の選択（内部または外部）
レゾルバキャリア周波数
- レゾルバキャリア信号周波数（内部キャリア）[Hz]
- リゾルバキャリアソースプロパティが内部に設定されている場合にのみ使用可能です
外部リゾルバキャリアソースタイプ
- 外部レゾルバキャリア信号源タイプの選択（シングルエンドまたは差動）
- リゾルバキャリアソースプロパティが外部に設定されている場合にのみ使用可能です
レゾルバAIピン1
- レゾルバキャリア入力チャネル1アドレス（外部キャリア）
- リゾルバキャリアソースプロパティが外部に設定されている場合にのみ使用可能です
- TyphoonSimでは、アナログ信号は内部の仮想IOバスから読み取られます。したがって、アナログ出力1に何らかの信号が送られると、アナログ入力1にも表示されます。
リゾルバAIピン2
- レゾルバキャリア入力チャネル2アドレス（外部キャリア）
- リゾルバキャリアソースプロパティが外部に設定され、外部リゾルバキャリアソースタイププロパティが差動に設定されている場合にのみ使用できます。
- TyphoonSimでは、アナログ信号は内部の仮想IOバスから読み取られます。したがって、アナログ出力1に何らかの信号が送られると、アナログ入力1にも表示されます。
リゾルバAIオフセット
- レゾルバキャリア入力チャンネルオフセット（外部キャリア）
- リゾルバキャリアソースプロパティが外部に設定されている場合にのみ使用可能です
- TyphoonSimでは、アナログ信号は内部の仮想IOバスから読み取られます。したがって、アナログ出力1に何らかの信号が送られると、アナログ入力1にも表示されます。
リゾルバAIゲイン
- レゾルバキャリア入力チャンネルゲイン（外部キャリア）
- リゾルバキャリアソースプロパティが外部に設定されている場合にのみ使用可能です
- TyphoonSimでは、アナログ信号は内部の仮想IOバスから読み取られます。したがって、アナログ出力1に何らかの信号が送られると、アナログ入力1にも表示されます。
アブソリュートエンコーダプロトコル
- 絶対的なマシンエンコーダ位置を提供する標準化されたプロトコル。
- TyphoonSimでは絶対エンコーダプロトコルは無視されます。この値を変更しても、TyphoonSimのシミュレーションにはまったく影響しません。
シングルターンビット
- マシン絶対エンコーダシングルターンビットの数。
- 絶対エンコーダプロトコルが「なし」でない場合にのみ使用できます。
- TyphoonSimでは絶対エンコーダプロトコルは無視されます。この値を変更しても、TyphoonSimのシミュレーションにはまったく影響しません。
マルチターンを有効にする
- マルチターン絶対エンコーダのサポートを有効にします。
- 絶対エンコーダプロトコルが「なし」でない場合にのみ使用できます。
- TyphoonSimでは絶対エンコーダプロトコルは無視されます。この値を変更しても、TyphoonSimのシミュレーションにはまったく影響しません。
マルチターンビット
- マシン絶対エンコーダマルチターンビットの数。
- 「マルチターンを有効にする」がチェックされている場合にのみ使用できます。
- TyphoonSimでは絶対エンコーダプロトコルは無視されます。この値を変更しても、TyphoonSimのシミュレーションにはまったく影響しません。
EnDat/SSI/BiSSクロックDIピン
- 選択した絶対エンコーダプロトコルタイプのクロックデジタル入力ピン。
- 絶対エンコーダプロトコルが「なし」でない場合にのみ使用できます。
- TyphoonSimでは絶対エンコーダプロトコルは無視されます。この値を変更しても、TyphoonSimのシミュレーションにはまったく影響しません。
クロックDIロジック
- クロック DI ピンのロジック: アクティブハイ/アクティブロー。
- 絶対エンコーダプロトコルが「なし」でない場合にのみ使用できます。
- TyphoonSimでは絶対エンコーダプロトコルは無視されます。この値を変更しても、TyphoonSimのシミュレーションにはまったく影響しません。
EnDatデータDIピン
- EnDat データデジタル入力ピン。
- 絶対エンコーダプロトコルがEnDat の場合にのみ使用できます。
- TyphoonSimでは絶対エンコーダプロトコルは無視されます。この値を変更しても、TyphoonSimのシミュレーションにはまったく影響しません。
データDIロジック
- EnDat データ DI ピンロジック: アクティブハイ/アクティブロー。
- 絶対エンコーダプロトコルがEnDat の場合にのみ使用できます。
- TyphoonSimでは絶対エンコーダプロトコルは無視されます。この値を変更しても、TyphoonSimのシミュレーションにはまったく影響しません。

外部レゾルバキャリアソースを選択した場合、ソース信号タイプはシングルエンドまたは差動のいずれかに設定できます。シングルエンド外部レゾルバキャリアソースタイプでは、HIL/TyphoonSim（TyphoonSimの内部仮想IOバス）のアナログチャンネルから、res_ai_pin_1アドレスを外部キャリアソースとしてアナログ入力信号を使用できます。さらに、入力信号には、以下の式に従ってオフセット（V）とゲイン（V/V）の値を割り当てることができます。

r e s_c 1つの r r_s r c = r e s_1つの 私_グラム 1つの 私 n \cdot (あ 私 (r e s_1つの 私_p 私 n_1) + r e s_1つの 私_o f f s e t)

差動外部レゾルバキャリアソースタイプでは、HIL/TyphoonSim（TyphoonSimの内部仮想IOバス）アナログチャンネルから、res_ai_pin_1およびres_ai_pin_2アドレスを持つ2つのアナログ入力信号を使用できます。これらのHIL/TyphoonSim（TyphoonSimの内部仮想IOバス）アナログ入力からのアナログ信号は減算され、その結果が外部差動キャリアソースとして使用されます。さらに、入力信号には（シングルエンドの場合と同様に）オフセット（V）とゲイン（V/V）値を以下の式に従って割り当てることができます。

r e s_c 1つの r r_s r c = r e s_1つの 私_グラム 1つの 私 n \cdot ((あ 私 (r e s_1つの 私_p 私 n_1) - あ 私 (r e s_1つの 私_p 私 n_2)) + r e s_1つの 私_o f f s e t)

注：リアルタイム/VHILシミュレーションでは、差動外部レゾルバ信号のサポートはソフトウェアバージョン2023.1から利用可能になりました。以前のソフトウェアバージョンでは、シングルエンド外部レゾルバオプションのみが利用可能でした。

注：外部キャリア信号を用いてレゾルバ信号の振幅を1にするには、調整後のレゾルバキャリア信号の振幅が1になるようにオフセットとゲインを選択する必要があります。図5に示すように、外部レゾルバキャリア信号源を生成するために使用される正弦波信号は、HIL/TyphoonSim（TyphoonSimの内部仮想IOバス）のアナログ入力1に入力されます。アナログ入力信号は、レゾルバ信号の振幅が1になるようにスケーリングされます。

エンコーダ信号を適切に生成するには、次の式が成り立つ必要があります。

4 \cdot e n c_p p r \cdot f_{メートル} {\cdot T}_{s} \leq 1

表3エンコーダ制限式の変数
シンボル	説明
enc_ppr	エンコーダの1回転あたりのパルス数
f _m	ローター機械周波数[Hz]
_Ts	シミュレーション時間ステップ[秒]

注意:マシン速度が正の場合、エンコーダチャネル B 信号はエンコーダチャネル A 信号より進みます。

注:絶対エンコーダプロトコルは HIL402 (構成: 1、2、3、および 4) ではサポートされていません。

注:絶対エンコーダプロトコルの詳細については、ここを参照してください。

出力（タブ）

このブロックタブは、機械からのベクトル化された単一の信号出力を可能にします。出力ベクトルには、選択された機械の機械的変数および／または電気的変数が、このタブにリストされている順序と同じ順序で含まれます。

注意:すべての機械コンポーネントには実行速度、電気トルク、機械速度、機械角度がありますが、残りの信号はコンポーネントごとに異なります。

実行率
- 信号処理出力実行速度[秒]
電気トルク
- 機械電気トルク[Nm]
機械速度
- 機械の機械角速度[rad/s]
機械角度
- 機械機械角度 [rad]
固定子アルファ軸起電力
- 固定子のアルファ軸成分VBR等価逆起電力[V]
固定子ベータ軸起電力
- 固定子のベータ軸成分VBR等価逆起電力[V]
ローターアルファ軸電流
- 回転子電流のアルファ軸成分（固定子参照）[A]
ローターβ軸電流
- 回転子電流のベータ軸成分（固定子参照）[A]
固定子α軸磁束
- 固定子磁束のアルファ軸成分[Wb]
固定子β軸磁束
- 固定子磁束のベータ軸成分[Wb]
ローターアルファ軸磁束
- 固定子を基準とした回転子磁束のアルファ軸成分[Wb]
ローターβ軸磁束
- 固定子を基準とした回転子磁束のベータ軸成分[Wb]

特典（タブ）

「Extras」タブでは、コンポーネントの信号アクセス管理を設定できます。

シグナルの可視性は、「signal_access」プロパティと、その階層内の親コンポーネントがロックされているかどうかに基づいて計算されます。ロックされたコンポーネントに含まれていないコンポーネントは、「signal_access」プロパティに関係なくシグナルを公開します。「signal_access」プロパティは、以下の3つの値のいずれかになります。

パブリック - パブリックとしてマークされたコンポーネントは、すべてのレベルでシグナルを公開します。
保護済み - 保護済みとしてマークされたコンポーネントは、最初のロックされた親コンポーネントの外部のコンポーネントへの信号を非表示にします。
継承 - 継承としてマークされたコンポーネントは、継承以外の値に設定されている最も近い親の 'signal_access' プロパティ値を取得します。