直流双转串激永磁电机起动过程分析.pdf

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1、船电技术I电机直流双转串激永磁电机起动过程分析杨洋(海军驻武汉712所军事代表室，湖北430064)摘要：论述了直流双转串激永磁电机的起动过程，并用Matlab仿真工具对起动过程进行了仿真，仿真结果验证的分析的正确性。关键词：直流双转串激永磁电机起动中图分类号：TM351文献标识码：A1003-4862(2011)11-0033—03AnalysisofDCDual—rotorCascadePermanentMagnetMotorStaringYangYang(NavelRepresentativesOficeof712ResearchInstitute，Wuhan430064，China)A

2、bstract：Thispapergivesananalysisofstartingfunctionfodual-rotorcascadepermanentmagnetmotorandcomparesitwithsimulationofMatlab．Theresultsshowthattheanalysisisright．Keywords：DCdual-rotorcascade；permanentmagnetmotor,"starting1引言当0时，电枢电流从零开始增大，电磁转矩M(M=CM~la)也从零开始增大。当电磁转矩增大目前鱼雷推进装置普遍采用直流双转串激永到等于静负载转矩()时为止

3、，电机一直没有磁直流电机，该特种电机在水下航行器中也被普转动。只有当电磁转矩大于静负载转矩ML时，遍采用【3】，研究该型电机的起动过程并计算出准电机才能加速[。因此整个过渡过程分为两个阶确的起动电流及转速曲线有利于鱼雷电源系统的段：设计【l】，本文对该型电机的起动过程进行了解析蓄电池电机计算，并运用仿真工具进行研究。2电机起动过渡过程解析计算该电机的主磁场是由永久磁铁所产生，其磁通=常数。若忽略电枢反应的影响，等效电路如图1所示L2J。图中厶表示电枢绕组的电感与外接电感的总和，称为电枢回路电感；尺为电枢回路的电阻，为电枢绕组感应电动势；．为永久图l电机等效电路图磁铁对外的剩磁磁通。设电机的静负

4、载转矩为ML，且等于常数。起1)电动机不转动，电枢电流由零增大动前电路处于稳态，即t=-0．时，电枢电流厶(O．)=0。／L=MLC~=+，’由串励绕组产生，’当开关K合闸瞬间，由于电枢回路存在电感￡，=KIz这是单纯的电路过渡过程。使得电枢电流厶不能跃变。即在t=0+时，L(o+1=2)第二阶段：是运动系统加速和电枢电流变L(o．)=0，所以刚加上电枢电压时，电枢电流为零。化的过程。因为电动机加速受到机械惯性的阻碍，电枢电流受到电磁惯性的阻碍，所以是机械．电气收稿日期：2011-03．31过渡过程，下面对这两个阶段进行分析。作者简介：杨洋(1982．)，男，工程师，专业方向：电2．1单纯的电

5、路过渡过程阶段机与电器。33船电技术J电机图1等效电路中，列出t0时的电路的微分式中、R、L。郡口J认为是常重，E。决定十卜式：方程。=CE(7)根据式(4)、式(6)，考虑到上述方程式(5)和=+誓(1)式(6)就可得出机械一电气过渡过程的转速方程式根据换路定则，在t=-O+时厶(0+)=0，则解出和电枢电流方程式。电枢电流的过渡过程方程式由式(4)，考虑到M=Cucbla，得=Ik(1一e-t／r~)(2)t+GD2dn(7b)=式中：／R——短路电流(即制动电流)；1-a=L。／R——电枢电路的时间常数．将式(7b)代入式(6)考虑到式(7)，经过整理，式(2)表明：第一阶段中电枢电流按

6、指数规律得转速微分方程式：增长，电枢电流由零增长到=／C。所需要的时间可根据式(2)求得如下：++：(一8)fl=ln／(Ik一)(3)式中：tl——第一阶段的时间；同理得电流微分方程式：=舰／C——电磁转矩等于ML时的电枢电流。d++：(9)t出。一第一阶段结束时，电磁转矩已增大到ML，但电路并未达到稳定，电磁转矩还要继续增大，从式中：l：a=L／R。——电枢电路的电磁时间常数；而使电机开始旋转。因此从电枢通电到电枢开始旋转所需要的时间t，称为滞后时间。一一一机州叫间2．2机械．电气过渡过程当过了t1后，电机开始加速，电枢电流变化。：一：二一稳因为电动机加速受到机械惯性的阻碍，转速不能，乙。

7、EcpCECM①(I)跃变；电枢电流受到电磁惯性的阻碍，电枢电流不可能跃变。由于转速变化使电枢电动势态转速；：Ce随之变化，电枢电动势变化要影响到电枢电流厶=(Ub—E)／R。的变化；而电枢电流，d变化，L：——稳态电流CM固使电磁转矩C厶随之变化，电磁转矩M变化又影响到转速的变化。因此机械惯性和电磁可见式(8)、式(9)都是二阶常系数非齐次线性惯性的影响是相互联系的。微分方程式，它们的通解是：在