永磁同步电机控制原理

《永磁同步电机控制原理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、永磁同步电机控制原理--yyc1永磁同步电机原理1.1永磁同步电机基本结构永磁同步电机转子是永磁铁，定子是三相绕组。假设1）定子绕组为Y形接法，三相绕组对称分布。2）忽略定子绕组的齿槽对气隙磁场分布的影响。3）忽略铁心损失4）忽略电动机参数（绕组电阻和绕组电感等）的变化。三相两极永磁同步电机的结构：a)定子绕组分布图b)定子绕组示意图1.2永磁同步电机动态数学模型???100??Φ?[??]=[0?10][??]+?([Φ?])/????00?1??Φ?ABC三项绕组的磁链可以拆分为2部分，定子绕组自感互感产生的磁链和转子永磁

2、体产生的磁链。Φ????????????ψ??[Φ?]=[?????????][??]+[ψ??]Φ????????????ψ??定子绕组对称分布???=??+??cos(2?)???=??+??cos(2(?−2?/3))???=??+??cos(2(?+2?/3))??为三相绕组自感平均值??为三相绕组自感二次谐波幅值?为转子电角度电角度?=????为极对数??为机械角度定子绕组互感????=???=−??−??cos(2(??+))6????=???=−??−??cos(2(??+−2?/3))6????=???=−??

3、−??cos(2(??++2?/3))6注意，这里??定义的是负号，跟有的书上不一样。转子永磁体在三相绕组产生的磁链与电流无关，仅与电角度有关ψ??=ψ?cos(?)ψ??=ψ?cos(?−2?/3)ψ??=ψ?cos(?+2?/3)永磁同步电机模型的表达关键在于磁链数据，现在磁链数据表达为4个参数??????ψ?转矩方程?????????ψ???([?????????])?([ψ??])??1?????????ψ????=[??????][??]+[??????]2????????化简表达式：Matlab代码：1.3坐标变换

4、由前面推导发现在ABC三相坐标下磁链往往都相互耦合，与三相电流，角度都相关，表达式很复杂，因此想到坐标变换。a)3s坐标系b)2s坐标系c)2r坐标系电动机内的气隙磁场是进行电磁能量传递的媒介，定转子之间的能量传递是靠气隙磁场来进行的，不同类型的绕组进行变换时，需要保持它们的总磁动势不变。2?4?2????3?=?3(??+???3+???3)?2???2?=?2(??+???2)??2?=?(?+???2)???2?2???2?表示3?坐标绕组产生的磁动势在2?坐标中的表达3??2?表示2?坐标绕组产生的磁动势在2?坐标中的

5、表达2??2?表示2?坐标绕组产生的磁动势在2?坐标中的表达2?令?2?=?2?3?2????3?2??4?(??+???2)=(??+???3+???3)?2?3为了让推导出来的三相电流与两相电流幅值相等，取=2/3?2得到：111−−222?3?→2?=3√3√30−[22]101√3−?2?→3?=221√3−−[22]同理得到：cos?−sin??2?→2?=[]sin?cos?cos?sin??2?→2?=[]−sin?cos?1.4dq坐标系的动态数学方程????执行坐标变换[?]=?2?→2??3?→2?[??]

6、???????[?]=?2?→2??3?→2?[??]???Φ?Φ?[Φ]=?2?→2??3?→2?[Φ?]?Φ?Matlab代码得到：u?=??cos?−??sin?i?=??cos?−??sin?Φ?=Φ?cos?−Φ?sin?带入A相电压方程：?Φ?u?=?1??+??得到：??cos?−??sin??Φ??cos?=?1(??cos?−??sin?)+(cos?+Φ?)?????Φ??sin?−(cos?+Φ?)????整理得到：?Φ??Φ?(??−+?Φ?−?1??)cos?−(??−−?Φ?−?1??)sin?=0

7、????对任意角度?都满足，所以：?Φ???=−?Φ?+?1?????Φ???=+?Φ?+?1????接下来就是求Φ?Φ?的表达式，并且把它和前面4个参数??????ψ?关联起来Matlab代码最终得到dq轴磁链表达式Φ???0??ψ?[]=[][]+[]Φ?0????0Φ?Φ?已经与角度无关了，且互相解耦了????与前面4个参数的关系如下L0L?L?L?=++333L?L0L?M?=−+636L?L?L?=−333L?=L?+M?+L?23L?=L?+M?−L?2L0=L?−2M?最后，得出dq轴下转矩方程??=1.5N(Φ

8、???−Φ???)=1.5N(ψ???+(L?−L?)????)1.5永磁同步电机的稳态运行永磁同步电机稳态运行相量图。图中，R1和X1是电枢绕组上的阻抗和漏抗。Xad和Xaq是dq轴电枢反应电抗。Xd和Xq是dq轴电枢同步电抗。X?=X1+X??X?=X1+X??绕组不通电