双三相永磁同步电动机交互磁饱和模型仿真研究.pdf

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1、触持电棚2014年第42卷第4期计新⋯一⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯一一-⋯⋯⋯-一⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯一一⋯⋯⋯⋯·⋯⋯-一⋯一⋯⋯一一一⋯⋯一一⋯c，乒≯，∥z．一一。双三相永磁同步电动机交互磁饱和模型仿真研究何新荟，辛小南，齐歌(郑州大学，河南郑州450001)摘要：为研究双三相永磁同步电动机交互磁饱和机理，根据有限元法得到d，q轴电感与电流的非线性关系搭建了基于内插外推法的电机饱和模型，仿真实验，验证了所建立的饱和模型的有效性。关键词：双三相永磁同步电动机；交互磁饱和；内插外推法；MATLAB／Simulink中图分类号：TM351：TM341文献标识码：A文章编号：1004-7018(20

2、14)04-0025-03ResearchontheSimulationModeloftheCr0ss—COuplingMagneticSaturationoftheDualThree-PhasePermanentMagnetSynchronousMotorHEXin一u，XINXiao—nan，Q1Ge(ZhengzhouUniversity，Zhengzhou450001，China)Abstract：Forthestudyofthecross—couplingmagneticsaturationofthedualthree—phasepermanentmagnetsynchro

3、—nonsmotor(PMSM)，accordingtothenonlinearrelationshipbetweentheinductancesandcurrentsofthedandqaxesob—tainedbythefiniteelementme!hod，asaturatedmotormodelbasedontheinterpolationandextrapolationwasbuiltbyusingtheMATLAB／Simulink．Toverifythevalidityofthesaturatedmodel，severalsimulationexperimentswas

4、conducted．Keywords：dualthree-phasepermanentmagnetsynchronousmotor；cross—couplingmagneticsaturation；interpolationandextrapolation；MATLAB／Sinmlink绕组的空间排列关系如图1所示。采用此绕组分0引言布，可以有效削弱各个相绕组之问的相互影响，增大与传统三相永磁同步电动机相比，双三相永磁相绕组自感，减小相绕组之间的互感，尤其是两套三同步电动机具有以下优点：用低压器件实现大功率相绕组之间的互感，有利于双三相电机的解耦控输出、减少空间谐波磁势、减少噪声、提

5、高效率、实现可制。靠性冗余运行。目前研究较多的双三相电机，两1套绕组呈30。夹角。但在这种连接方式下，两套绕组之间存在耦合，对电机的控制性能会产生不利影响。为消除耦合的不利因素，本文采用两套绕组呈180。夹角的双三相电机J。同时，通常所采用的基图1双三相永磁同步电动机定子绕组分布何新荟，等双三相永于派克变换的d，q轴等效电路模型认为磁路是线性建立在六相静止坐标系上的数学模型复杂，不的，即模型中的电感值为常量J，从而忽略了电机带负利于分析。为简化电机模型，利用转换矩阵，载时磁场饱和的影响。而实际上，由于磁滞影响，d，得到两相静止坐标系下的数学模型，然后通过q轴均存在磁场饱和现象，两轴之

6、问还存在交互磁派克变换，得到两相旋转d—q坐标系下的数学模饱和，所以这种不考虑饱和的电机模型是不够精确型。的。为改进这种模型，考虑交互磁饱和影响，本文利将电机模型从六相静止坐标系转换到一坐用MATLAB／Simulink搭建了基于内插外推法的饱标系的转换矩阵为：和模型，并用仿真实验来验证饱和模型的有效性。一吉一号1考虑交互磁饱和电机模型一。一22对于两套绕组呈180。夹角的双三相电机，两套d—g坐标系下电压及磁链方程如下：收稿日期：2013—09一l6ud=Rid+pd一6Dg1q=尺g+pCg一∞dJ(2)基金项目：河南省科技厅科技重点攻关项目(122102210098)；中国博士

7、后科学基金面上资助项目(2011M501188)；河南省博士后项目启动经费资助项目(2010024)微持电棚2014年第42卷第4期⋯⋯⋯。／盛超“⋯⋯⋯⋯⋯⋯；：d=Ldid+f]d轴磁路饱和程度稍有增加，故有所下降。同I>(3)=LqiJ时，L随着i的变化不明显，i增加，L略有减小；电磁转矩及运动方程如下：考虑交互磁饱和的影响，i的负向增加，使得q轴磁T=e[pC,fi+(Ld—L)iai](4)路受到影响，饱和程度下降，故。随着i负向增加=而增大。P