六相感应电机转子感应电压有限元分析与研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com、l勺化六相感应电机转子感应电压有限元分析与研究Researchonrotorinducedvoltageofthesix-phaseinductionmachinebasedonanoveldirectfieldandtorquecurrentcontrol付会凯，牛联波，艾永乐FUHui．kaI1'NIULian．bo。，AIYong．1e(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：针对多相电机控制模式复杂性的特点，本

2、文提出一种新颖的控制方式：即六相感应电机梯形波相电流控制。本文主要对磁势解耦时定子、转子磁链进行了理论和有限元分析计算，并通过有限元分析计算出的磁链进一步分析计算转子感应电压。并实验测量了梯形波相电流驱动下六相感应电机转子感应电压，结果表明转子感应电压的有限元分析和实验结果是一致的。关键词：六相感应电机；磁链；转子感应电压；有限元；中圈分类号：TP399文献标识码：B文章编号：1009-0134(2012)01(I-)-oi28-03Doi：10．3969／J．Issn．1009-0134．2012．01(i-)．400

3、引言控制策略，即通过对六相感应电机提供一组梯形波相电流，使电机的气隙磁场类似直流电机的气电机的广泛应用要求电机在某些场合具有良隙磁场。通过所提供的梯形波相电流来实现励磁好的调速性能，而有些场合则要求有较低的能电流和转矩电流的独立控制，从而省去传统矢量耗。电气传动技术就是以电机为控制对象，以微控制中繁琐的派克变换和派克逆变换。电子装置为控制核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在自动控制理论的指导下形成电气1磁链计算控制手段来满足实际应用的需要。过去由于直流定子绕组注入的梯形波相电流在电机气隙中产电机结构简单，其励磁电路

4、与电枢电路相互独生近似梯形的励磁磁通，通过研究计算转子激活相立，有利于控制转矩性能的优点，因此一般高性绕组和定子转矩相绕组的合成磁链来确定解耦系数能的传动的系统都采用直流电机，但是直流电机k和由系数确定I／I的电流比例关系都详见参考文献也有着自身的缺点：机械接触式换向器结构复【6】。在磁动势平衡时，与励磁磁链相垂直的正交杂、制造成本高、运行中容易产生火花、需要经磁链应该为零，即转子相绕组和定子转矩相绕组合常地维护检修，而且直流电机也无法构造出高速成的磁链为零。对“斜槽”转子来说，定子或转子大容量的调速系统。而目前交流调速

5、应用最广的绕组每相磁链入；的计算如方程(1)所示。是变压变频调速和矢量控制q。随着电子技术和1k⋯=÷入jn()t1)控制理论的快速发展，在航空航天和潜艇推进系KSIl统中需要一些功率大且可靠性高的驱动系统。多方程中入i(a)是在“非斜槽”转子第n个位置相电机及其各种多相调速系统的发展提高了设备的J相绕组的总磁链，k。是转子“非斜槽”数，这运行的可靠性使得多相电机在缺相情况下仍能稳里k等于5。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。此外，多相电机的转子谐波损耗较小，可以具

6、有良好的低速性能，这使得多相电机及其传动系统的研究成为电气传动领域的热点之一。尽管多相电机本体表现出很好的性能，但控制要比三相交流电机系统复杂的多。基于对六相图1励磁相和转矩相区域分布图电机文献的研究，本文作者提出了梯形波相电流收稿日强：2011一O8—05基盒项目：河南省国际合作科研基金(0646660007)；河南理工大学博士研究基金(648207)作者简介：付会凯(1980一)，男，讲师，硕士，研究方向为电气自动化控制和机电一体化。[128]第34卷第1期2012—01(t-)学兔兔www.xuetutu.com、

7、1匐似在磁链的有限元分析计算中，转子导体中的14相中的7相处于激活状态。这七相转子绕组的位置必须与产生转矩的三相定子绕组位置相对应。g在有限元分析中，转子绕组l1-17相和定子转矩绕鲁组于b相、e相和期，如图1所示。、一摧合成磁链计算：趣1)定子磁链从图2中可知，所有定子转矩相电流产生的磁链都投影到入分量，因为第5相绕组位于三相转矩绕组2，5~I16中间。定子相合成磁链计算公式是：转子相电流(A)kst一X2COSp+X5-I-k6cosD(2)图4有限元分析磁链与转子电流关系图其中是如图2所示定子绕组角位移。2转子感应

8、电压有限元分析磁链的确定可进一步研究计算六相感应电机转子第J相绕组开路电压的波形，转子电压计算如方程4所示：p．：p．=——JJ(4)、，dt这里采用时步有限元法来分析第J个转子相绕组开路电压。对于斜槽电机来说，方程(4)中图2定子转矩相磁链矢量图，是第j个转子相绕组的磁链。在此方法中，转子保持堵转状态，定子侧通入电