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利用节的坐标变换原理 通过 及变换 得到同步旋转 坐标系电机模型如下 磁链方程为

  利用节的坐标变换原理 通过 及变换 得到同步旋转 坐标系电机模型如下 磁链方程为 材、嘞、轴电压‘、南、轴电流 转子电角速度 乙、厶一、轴电感。从轴系永磁同步电机模型方程中可以看出 微分方程组的系数均为常数 与角度日无关。 磁路结构对数学模型中参数的影响 由于永磁体磁导率很小 因此与电励磁结构的电机

  利用节的坐标变换原理 通过 及变换 得到同步旋转 坐标系电机模型如下 磁链方程为 材、嘞、轴电压‘、南、轴电流 转子电角速度 乙、厶一、轴电感。从轴系永磁同步电机模型方程中可以看出 微分方程组的系数均为常数 与角度日无关。 磁路结构对数学模型中参数的影响 由于永磁体磁导率很小 因此与电励磁结构的电机相比永磁同步电机绕组电 感较小。且电励磁同步电机转子铁心的磁导率远大于空气 感要大。但对于永磁同步电机其轴磁路中的永磁体磁导率和空气差不多 其轴磁阻较大相反轴磁路中的铁心磁导率很大 因此对于具有结构凸极性 的嵌入式及内置式永磁同步电机其轴的电感反而比轴电感大。这就是由于永 磁体的存在改变了磁路结构后凸极永磁同步电机与常规电励磁电机模型中参数的 区别。 对于面贴式永磁同步电机 如前所述 由于永磁体相对回复磁导率约等于 接近于空气 结合图 的示意图可以看出 面贴式永磁同步电机的、轴磁 路的磁阻大小很接近 因此一般在分析面贴式永磁同步电机时把其、轴电感取 为一样 即认为其电磁性能上类似与电励磁的隐极同步电机。该结论在进行近似 分析时是成立的 但若考虑由于永磁体磁通的存在对磁路饱和度造成的影响 该结论就不够确切以下对其做理论上的分析。 重庆大学硕士学位论文 永磁同步电机数学模型及矢量控制原理 在永磁同步电机设计中 通常使主磁路具有一定的饱和度 以提高空间的利 用率 因此对于图 所示的面贴式永磁同步电机 其轴已处于饱和状态 子三相线圈的电感值是与转子轴位置有关的函数。以相为例相绕组自感 其中乞为相绕组漏电感乙为通过主磁路闭合的磁链对应的主电感 主磁路的 状态将影响乙值的大小。 在空载情况下 当轴和相轴线的夹角分别为和万时相绕组交 链的永磁体磁通最多 饱和度最高 。最小 永磁磁通路径与相轴线正交 相磁路最不饱和 最大。其变化曲线大致如图 永磁同步电机空载情况下绕组电感曲线在同步旋转坐标系中轴磁路处于饱和状态 导致轴磁阻增大 电感减 这就是电感的饱和效应。而且不论是在本身结构上就具有凸极性的嵌入式及内置式永磁同步电机 还是面贴式永磁同步电机都由于永磁体的作用而存在电感 的饱和效应。对嵌入式及内置式永磁同步电机饱和效应使本就不等的、轴电感 差别增大 对于面贴式永磁同步电机则造成、轴电感的不等。但由于饱和效应 造成的凸极性一般较弱 因此如不考虑磁路饱和对电机性能的影响 在建立永磁 同步电机数学模型时可以不考虑由此造成的、轴电感的变化 对于面贴式永磁 同步电机可以采用三。如需要考虑磁路饱和对电机的电磁性能产生的 影响或者需要利用磁路饱和效应造成的饱和凸极性 则在建立面贴式电机数学模 型时应取不同的、轴电感值进行分析研究。 永磁同步电机矢量控制原理 德国学者和提出了交流电动机的矢量控制重庆大学硕士学位论文 永磁同步电机数学模型及矢量控制原理 理论 从理论上解决了交流电动机转矩的高性能控制问题。其 基本思想是在普通的三相交流电动机上设法模拟直流电动机转矩控制的规律 磁场定向坐标上将电流矢量分解成为产生磁通的励磁电流分量和产生转矩的转 矩电流分量 并使得两个分量互相垂直 彼此独立 然后分别进行调节。这样交 流电机的转矩控制 从原理和特性上与直流电动机相似。因此矢量控制的关键仍 是对电流矢量的幅值和空间位置频率和相位的控制【】。 节可以看出在静止坐标轴系中的各个物理量 包括电压、电流、电 都是交流量各相磁链间存在相互耦合的关系 独进行调节和计算都不方便。因此需要借助于坐标变换 将各个交变的物理量 投影到随转子旋转的同步坐标轴系上 使投影后的各个物理量都变为直流量。再 根据推导的电磁转矩公式和电压方程式 找到电磁转矩与被控矢量的各分量之间 的关系 实时地计算出控制所需的被控矢量各分量值 按照这些给定量进行实时 控制 则可实现对电机的控制并达到直流电机的控制性能。由于这些直流给定量 在物理上是不存在的 因此还必须通过坐标逆变换过程 从旋转坐标系回到静止 的实际坐标系 将计算得到的直流给定量变换为实际的交流给定量并输出到实际 电机中。图 是永磁同步电机矢量控制框图。 永磁同步电机矢量控制框图通过坐标变换得到在同步旋转坐标轴系下的电机模型如式 所示。 从磁链方程可以看出 此时的、轴磁链间己无交叉耦合关系 轴电流间存在线性关系单独控制某轴电流即可控制该轴磁链大小。但从式 的电压方程可以看出 、轴电流与电压的关系是交叉影响的 不能通过对各自 电压的调节实现对各自电流的调节。因此根据、轴电压电流之间的关系 所示。重庆大学硕士学位论文 永磁同步电机数学模型及矢量控制原理 带交叉项的电流环得到的、轴电压给定如下 南为、轴调节器输出。通过在交叉乘积项中引入电机转速和电机参数的因素可以合理地对电压值进 行调节 即无论被控电机的转速高低和电机参数的大小 都可以通过实时计算交 叉项得到准确的、轴电压控制值。从而准确地控制、轴电流。这样 采用 带交叉乘积项的电流环设计方式 可以使控制系统实现对不同参数的永磁同步电 机在不同转速工况下的高精度控制要求。 永磁同步电动机动态性能的调节和控制完全取决于动态中能否简便而精确地 控制电机的电磁转矩输出。在忽略转子阻尼绕组影响的条件下 永磁同步电机的 电磁转矩基本上取决于交轴电流和直轴电流 对转矩的控制最终可归结为对交轴 电流和直轴电流的控制。在输出转矩为某一值时 对交轴电流和直轴电流的不同 组合的选择 将影响电机和逆变器的输出能力以及系统的效率、功率因数等。如 何根据给定转矩确定交轴电流和直轴电流 使其满足转矩方程构成永磁同步电机 电流控制策略的问题。永磁同步电机的电流控制策略主要有‘控制 矩电流比最大控制控制 恒磁链控制等【。 ‘控制是一种最简单的电流控制方法 该方法由于电枢反应没有直轴 去磁分量而不会产生去磁效应 不会出现永磁电机退磁而使电机性能变坏的现象 能保证电机的电磁转矩和电枢电流成正比。其主要缺点是功角和电动机端电压均 随负载增大而增大 功率因数降低 要求逆变器的输出电压高 容量比较大。另 该方法输出转矩中磁阻转矩为未能充分利用永磁同步电机的转矩输出能力 电机的力能指标不够理想。重庆大学硕士学位论文 永磁同步电机数学模型及矢量控制原理 转矩电流比最大控制在电机输出转矩满足要求的条件下使定子电流最小 减小了电机的铜耗 有利于逆变器开关器件的工作 逆变器损耗也最小。同时 运用该控制方法由于逆变器需要的输出电流小 可以选用较小运行电流的逆变器 使系统运行成本下降。在该方法的基础上 采用适当的弱磁控制方法 可以改善 电机高速时的性能。因此该方法是一种较适合于永磁同步电机的电流控制方法。 缺点是功率因数随着输出转矩的增大下降较快。 控制方法使电机的功率因数恒为 逆变器的容量得到充分的利 用。但是在永磁电机中 由于转子励磁不能调节 在负载变化时 转矩绕组的总 磁链无法保持恒定 所以电枢电流和转矩之间不能保持线性关系。而且最大输出 转矩小 退磁系数较大 永磁材料可能被去磁 造成电机电磁转矩、功率因数和 效率的下降。 恒磁链控制方法就是控制电机定子电流 值相等。这种方法在功率因数较高的条件下一定程度上提高了电机的最大输出 转矩 但仍存在最大输出力矩的限制。 以上各种控制方法各有特点 适用于不同的运行场合。本课题中选择的乙 控制方案相对于其它控制方法而言最简单易行 具有相应的优良特性 因此使得 电机的调速更容易实现。 小结 本章从永磁同步电机的基本结构出发 推导了在三相实际轴系下的永磁同步 电机数学模型 利用电机矩阵分析的思想 将电机模型经过两次恒功率的转换 得到了在以转子磁场定向的同步坐标轴系下的数学模型。分析得知由于转子永磁 体的存在 改变了定子铁心的饱和程度 使轴磁路趋于饱和 轴电感有所下降。 据此建立了面贴式永磁同步电机轴电感大于轴电感的数学模型 这为永磁同 步电机无传感器控制及转子初始位置检测系统的设计提供了理论基础和控制依 重庆大学硕士学位论文旋转高频注入法原理及其应用 旋转高频注入法原理及其应用 永磁同步电动机具有三相定子分布绕组和永磁转子 在磁路结构

  基于旋转高频注入法的永磁同步电机转子初始位置检测的研究(可编辑),永磁转子,中国首辆永磁高铁,永磁高铁,转子发动机,永磁电机,永磁高铁 下线 试车,永磁发电机,永磁同步电机,转子流量计

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