感应电机电磁转矩性能分析与研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com务l甸似感应电机电磁转矩性能分析与研究Researchandanalysisonelectromagnetictorqueofinductionmachine付会凯’，牛联波‘，艾永乐FUHui．kai’。NIULian-bo，AIYong-le(1．新乡学院机电工程学院，新乡453003；2．河南理工大学电气工程与自动化学院，焦作454000)摘要；本文对三相感应电机在不同磁场定向下及六相感应电机在梯形波相电流驱动下的电磁转矩进行了比较分析。比较了两种电机在突

2、加负载情况下的电磁转矩响应曲线。仿真和实验结果验证了六相感应电机比三相感应电机电磁转矩脉动频率高，幅值小，稳定性强以及同等电流下产生电磁转矩高的特点。关键词：三相感应电机；六相感应电机；电磁转矩；突加负载中圈分类号：TP399文献标识码：A文章编号：1009—0134(2Ol3)o3C上)一0071—04Doi：10．3969／J．Issn．1009-0134．2013．03(上)．210引言电机的广泛应用要求电机在某些场合具有良好讨论三相感应电机的电磁转矩产生机理，为的调速性能，而有些场合则要求

3、有较低的能耗。电机了方便研究和计算，在推导过程中忽略了磁效应的变频调速技术已是现代调速系统的主要发展方的非线性，得出了三相感应电机在不同磁场定向向，它是提高产品质量、节电、实现自动化等方下的的电磁转矩的空间向量表达式。面的重要技术之一，在其他行业中也收到很大的为了对电磁转矩的控制方便，利用矢量坐标社会和经济效益。经过近些年的发展，三相电机变换可获得两个电流分量即：励磁电流分量和转的调速方法和一些高性能的调速系统己近成熟，矩电流分量。设电机极对数为P，对于三相感应但在实际应用中系统可靠性方面有待提高

4、口】。从20异步电机，通过对定子磁链、转子磁链、气隙磁世纪70年代起人们开始越来越多的关注调速系统链进行坐标变换可获得电机电磁转矩相应表达形的可靠性问题，多相电机及其调速系统成为国内式。三相异步电机磁势，磁通空间矢量分布如图1外专家的研究热点。多相电机及其各种多相调速所示。系统的发展提高了设备运行的可靠性使得多相电Fs机在缺相情况下仍能稳定运行，而且多相电机调速系统可以用低压器件实现大功率，多相电机控制系统还可以降低供电电压【制。此外，多相电机的转子谐波损耗较小，可以具有良好的低速性能，这些都促进

5、了多相电机调速系统的飞速发展】。本文对三相感应电机在不同磁场定向下及六相电机在梯形波相电流驱动下的电磁转矩进行了比较分Fr析。仿真和实验结果验证了六相感应电机比三相图1三相异步电机磁势，磁通空间矢量图感应电机电磁转矩脉动频率高，幅值小，稳定性1．1气隙磁场定向强以及同等电流下产生电磁转矩高的特点。气隙磁场定向是将M轴与气隙磁链、Ir轴重1三相电机在不同磁场定向下电磁合。电磁转矩方程为：转矩分析收稿日期：2012-10-14基金项目：河南省国际合作科研基金(0646660007)；河南理工大学博士研

6、究基金(648207)作者简介：付会凯(1980一)，男，讲师，硕士，研究方向为机电一体化和电气自动控制。第35卷第3期2013-03(上)【71l学兔兔www.xuetutu.com务l匐化流分量和转矩电流分量完全解耦，通过不同磁场’：一×f’，，定向下电磁转矩的分析可知，转子磁场定向非常适合电机的矢量控制，目前这种控制方法已广泛=一丢(，f’，+)×f’，应用于各种感应电动机的驱动系统中。’=一一’MxL～i’。rM+(一z)J]J2梯形波相电流驱动下六相电机电磁转矩分析3．．(1)-g-’m

7、lsr在六相感应电机稳定运行时，由于梯形波相电流的缘故电机气隙中的磁动势与普通电机有所这种控制方法可以直接测量出气隙磁链，由不同，从机电能量转换原理出发，对六相电机电于气隙磁通与电机磁路的饱和程度一致，因而基磁转矩进行了分析。于气隙磁通定向的电机控制系统适合于磁饱和的电机中磁场的储能可表示为：情况。1．2定子磁场定向Wm=[1】r】)定子磁场定向是将M轴与定子磁链、l，轴重对应的电磁转矩为：合。电磁转矩方程为：=一吾’，×’，=一吾(L，+)×’，l叫’[j】(5)在Q—B坐标系中有：：一=一is

8、+Lm’，oS___3Zm=一，吾每×(j’’)(2)I(6)[f]=l：一三矿×(+(一)叫l丘00Mcos(O)一Msin(0)I从以上推导可知，定子磁场定向控制可以得l⋯。sin(er)MMI(7)到较为准确的定子磁链，在电机的控制中适合恒—Msin(e)M~os(O，)0j功率调速。从以上公式可得出：1．3转子磁场定向T=PM(i~《一《i，)(8)转子磁场定向是将M轴与转子磁链、I，，轴重在梯形波相电流控制下磁动势分布如图2所示。合。电磁转矩方程为：一re=一’×i’，，