Modelado de un motor DC

Estoy modelando algunos ejemplos usando el lenguaje de modelado Modelica. Desafortunadamente, no soy ingeniero eléctrico, por lo que es difícil entender el comportamiento físico del siguiente ejemplo (motor de CC):

Donde emf "transforma la energía eléctrica en energía mecánica rotacional". El modelo "emf" se ve así:

El voltaje de entrada se representa en el siguiente gráfico (arriba). No entiendo las siguientes cosas:

1. ¿Por qué el cero actual está en estado estable?
2. Mi interpretación: en estado estable, la entrada de voltaje es igual a la caída de voltaje en la fem. La velocidad angular es proporcional a la caída de voltaje en fem.
3. ¿Cuál es el "modelo de fem" en un verdadero motor de corriente continua?

Muchas gracias por su ayuda

1. Los componentes de su modelo representan el circuito equivalente interno de un motor, como la resistencia interna y las características internas del inductor. Usando anología de movilidad , puede reemplazar la inercia con un condensador. Entonces el circuito se convierte en una red RLC. En estado estacionario, el condensador se cargará con cargas eléctricas y la caída de voltaje en el condensador se acercará al voltaje de entrada. La caída de voltaje en la resistencia será muy baja y, por lo tanto, pasará poca corriente a través de ella. Pensando mecánicamente, la inercia requiere energía para cambiar su velocidad angular en transitorios. Pero después de alcanzar el estado estable, quiere mantener su velocidad. Lo único en contra de esto es la amortiguación. Por lo tanto, mientras el circuito suministre suficiente potencia para condensar la amortiguación, la velocidad será constante.
2. Sí, tu interpretación es correcta. Su componente modelica declara explícitamente que con las ecuaciones kw = v y tau = -ki . Como alternativa, se pueden usar diferentes constantes como y . Debido a la conservación de la energía, debe prestar atención a las energías de entrada-salida. En su modelo , es un convertidor de energía ideal. Potencia de entrada al componente EMF, y la potencia de salida del componente EMF es igual (en el componente EMF). El calor perdido del motor está representado por la resistencia.$k_v$$k_i$$k=1$$P_{in}=v_{emf}\cdot i$$P_{out}=w\cdot\tau$
3. En realidad, depende de cuántos detalles quieras experimentar (simular / analizar). Puede modelar los devanados, imanes permanentes, campos magnéticos, corriente, posiciones relativas de imanes y devanados y la fuerza resultante, etc. (en el caso de PMDC). Pero si no analiza profundamente el motor de CC y simplemente lo utiliza como componente en su sistema, una aproximación es lo suficientemente buena. Por lo general, la eficiencia variable se modela, por lo que usar k no es una constante sino una función de w o algo.

La respuesta a su primera pregunta es porque el motor de CC probablemente no esté cargado mecánicamente. Cuando el voltaje comenzó a aumentar, el motor retiró una corriente para rotar su inercia. Cuando el voltaje alcanza el valor nominal, la velocidad se estabiliza y la corriente será casi cero siempre que no se aplique un par mecánico en el eje del motor de CC.

Con respecto a EMF que aparece en su modelo, es un bloque de simulación para modelar la interacción entre el lado eléctrico del circuito (voltaje, corriente) y el lado mecánico (par, velocidad). En la vida real, no verá algo así como el motor de CC inherentemente convierte la energía eléctrica en mecánica. Como acabamos de modelar las pérdidas eléctricas de la máquina por R, se pueden incluir parámetros de la vida real como Back EMF en el modelo EMF.

Una idea sobre la EMF posterior en motores de CC: es un voltaje que aparece en la dirección opuesta al flujo de corriente como resultado del movimiento de las bobinas del motor en relación con un campo magnético. Es este voltaje el que sirve como principio de funcionamiento para un generador. El EMF posterior está directamente relacionado con la velocidad del motor, por lo que conocer el valor del EMF posterior nos permite calcular la velocidad de ese motor. 1