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永磁無刷電機的建模與仿真分析

2017-04-12 10:56:39 大云網  點擊量: 評論 (0)
核心提示:  1無刷電機的建模12各變量的正方向與坐標原點為突出模型的原理,在分析的過程中,作以下基本的假設:三相繞組完全對稱,可按集中繞組處理,極對數p=1電機磁場各向同性,可以不考慮磁場飽和;暫不考
核心提示:  1無刷電機的建模12各變量的正方向與坐標原點為突出模型的原理,在分析的過程中,作以下基本的假設:三相繞組完全對稱,可按集中繞組處理,極對數p=1電機磁場各向同性,可以不考慮磁場飽和;暫不考慮電樞反
  1無刷電機的建模12各變量的正方向與坐標原點為突出模型的原理,在分析的過程中,作以下基本的假設:三相繞組完全對稱,可按集中繞組處理,極對數p=1電機磁場各向同性,可以不考慮磁場飽和;暫不考慮電樞反應對氣隙磁場的影響。
  無刷電機的控制與電機的位置、各狀態變量密切相關,為分析方便,規定狀態變量的方向如下:a相電流由繞組ax的a端流出繞組為正電流(bc相類推)b繞組ax的a端導體所在位置為氣隙圓周坐標原點(9p=0);轉子磁場的N極軸線與氣隙圓周坐標原點重合時設定為轉子的初始位置(9=0);電機順時針轉動為正向轉動。
  在此規定條件下,電機繞組沿氣隙圓周展開,各狀態變量方向與轉子位置如所示。
  如所示,以9表示氣隙圓周上某點的坐標位置,以9表示轉子相對于原始位置的角位移,則轉子在氣隙圓周9處產生的磁感應強度Br(9p,0)=Bm/(0p―9),Bm是磁密的幅值;/(9一0)是轉子磁密的分布函數,函數/的形式由電機的結構決定,在數值上只與定轉子相對位置(9p―9)有關。同時由于電機結構的對稱性,顯然/是個偶函數。以極對數P=1,轉子磁場按正弦分布的電機為例,有/(0p―0)=cos(0p―0)。令0p=0°,120°240°并根據函數/的奇偶性,可求得氣隙圓周上a,b,c各處由轉子產生的磁感應強度為:9:陶桂淑男博士|研究生e武漢i華中科技大學電氣與電子工程學院(430°74)-http://www.cnki.net從而,a b,c處各導體受到的電磁作用力為:體的有效長度。ab,c端點的導體感生的電動勢為:度。電機采用整距繞組時,流經同一繞組的另一根導體的電流方向與所在磁場方向同時改變極性,因此,繞組一匝線圈受到的總電磁轉矩:Ta=繞組一匝線圈感生的總的反電動勢為:因此根據轉子磁場分布和電樞電流,以及繞組的有效匝數,就可以求得電磁轉矩和反電動勢。
  轉子磁場分布和繞組的匝數在設計電機時已經確定,電樞的電流則可以通過求解電機的電路方程獲得。
  1.3電機的電路方程a非換流狀態的電路方程。根據某大型永磁無刷電機的觸發邏輯,在非換流狀態,電流同時流經電機的兩個繞組,中線沒有電流。非換流狀態可以用以下方程組描述:阻和相間互感;Uk和U/是電機相繞組的電壓;U是中線的電壓;ek和e/是電機各相繞組的反電云力勢。
  b.換流狀態的電路方程。電機在換流狀態,只有一個繞組的狀態發生變化,因此可以用以下方程描述:據觸發邏輯自動切換。對于其他換流方式的無刷電機,采用與之對應的等效電路,即可實現相應的電機模型。
  1.4電機的運動方程尼系數。
  2無刷電機的電路模型與仿真分析根據以上分析,永磁無刷電機的電路模型由以下5部分構成,如所示……磁密分布函數,根據電機的位置計算氣隙的磁密。b.反電動勢計算環節,根據電機的位置與轉速,計算反電動勢。c.電路計算環節,根據等效電路計算各相繞組的電流。d.轉矩計算環節,根據電流和磁密計算電磁轉矩。e.運動方程,根據電磁轉矩計算電機的速度和位置。
  永磁無刷電機的電路模型根據。仿真結果還表明:該方法運算效率高,大大降低了仿真的復雜程度。本模型是從有中線的無刷電機推導而來的,也適用于不需要中線的無刷電機,還可以直接作為多相無刷電機的一個組成單元,因此具有更強的適用性。對多相多極的無刷電機建模有一定的意義。
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責任編輯:電小二

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