六相感应电动机制动仿真及分析.doc

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1、六相感应电动机制动仿真及分析屈鲁,谢卫，卢颖娟，张贻旭（上海海事大学物流工程学院，上海200135）摘要：建立六相感应电动机在两相同步旋转d-q坐标系下的动态数学模型，并分析六相电压源型逆变器的空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术。在MATLAB/SIMULINK环境下，构建SVPWM电压源型逆变器供电的六相感应电动机的仿真模型，分别进行六相感应电动机能耗制动、反接制动和回馈制动的动态仿真，并分析这三种制动方式的特点，为电力传动系统的设计提供理论依据。关键词：六相感应电动机；SVPWM；制动；动态仿真中图分类号：TM343文献标

2、志码：ABrakingSimulationandAnalysisofSix-phaseInductionMotorQULu,XIEWei,LUYingjuan,ZHANGYixu（LogisticsEng.College,ShanghaiMaritimeUniv.,Shanghai200135,China）Abstract:Thedynamicmathematicalmodelofsix-phaseinductionmotorbasedond-qcoordinatesystemisestablished,andthespace

3、vectorpulsewidthmodulation(SVPWM)ofsix-phasevoltagesourceinverterisanalyzed.IntheenvironmentofMATLAB/SIMULINK,setupthesystemsimulationmodelofsix-phaseinductionmotorsuppliedbythevoltagesourceinverter,thensimulatethedynamicbraking,reversebrakingandregenerativebrakingp

4、rocessesofthesix-phaseinductionmotorseparately,andanalyzethecharacteristicsofthesethreebrakingmodes.Theproposedsimulationmethodcanbeusedforprovidingthetheoreticalbasisforthedesignofelectricdrivesystem.Keywords:six-phaseinductionmotor;SVPWM;braking;dynamicsimulation0

5、前言六相感应电动机调速系统由于具有低压器件实现大功率，转矩脉动减小，系统动、静特性提高，可靠性提高，转子谐波损耗减小等优势，使其在电动汽车、船舰推进、航空航天等领域的研究与实践日益增加[1]。电机制动是电机控制中经常遇到的问题，一般电机制动会出现在两种不同的场合，一是为了达到迅速停车的目的，以各种方法使电机旋转磁场的旋转方向和转子旋转方向相反，从而产生一个电磁制动转矩；另一是在某些场合，当转子转速超过旋转磁场转速时，电机也处于制动状态。电机制动方式一般分为：能耗制动，反接制动及回馈制动[2]。本文主要在MATLAB/SIMUL

6、INK环境下进行六相感应电动机调速系统的建模及制动仿真研究，为六相感应电动机调速系统的设计及运行提供必要的理论依据。1六相感应电动机的模型1.1六相感应电动机的物理模型六相感应电动机的转子绕组仍为常见的笼形结构，定子绕组采用两组互差30°电角度的对称三相绕组构成的六相双Y型结构。若将笼形转子绕组也等效为类似的六相双Y型绕组，则六相感应电动机的物理模型可用图1表示[3]。图1六相感应电动机的物理模型1.2六相感应电动机的数学模型六相感应电动机在三相静止坐标系A-B-C下的数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，可以通过坐

7、标变换进行降阶、化简，由此建立六相感应电动机在两相同步旋转d-q坐标系下的数学模型。六相感应电动机在两相同步旋转d-q坐标系下的磁链方程为：(1)式中，为d-q坐标系同轴定子与转子等效绕组间互感；为d-q坐标系定子等效两相绕组自感；为d-q坐标系转子等效两相绕组自感。六相感应电动机在两相同步旋转坐标系d-q下的电压方程为：(2)式中，为d-q坐标系相对于定子A1相的角转速；为d-q坐标系相对于转子a1相的角转速。六相感应电动机在两相同步旋转d-q坐标系下的转矩方程为：(3)六相感应电动机在两相同步旋转d-q坐标系下的运动方程为

8、：(4)2空间矢量脉宽调制技术六相感应电动机采用电压源型逆变器供电时，定子电流谐波较大，这是由于定子绕组的阻抗较小，解决这一问题的有效方法是采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术。六相感应电动机定子采用双Y型绕组，其中定子绕组A1、B1、C1可由图2所示的六相桥式电压源型逆变