电机统一理论汇报.ppt

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1、电机统一理论汇报人：赵祥珺小组成员：赵祥珺包艳艳贺梦颖指导教师：窦满峰教授Industry电机统一理论的发展理论基础●1922年布朗德尔的«双反应理论»●1926年韦斯特的«交流电机的交叉磁场理论»●帕克的变换理论（将旋转电机作为有相对运动的互链电路，得出一组微分方程，利用变换理论求解）●萨本栋的矢量和并矢量分析电路和电机Industry电机统一理论的发展理论提出●20世纪30年代，克朗应用“张量分析”，提出旋转电机的统一理论。他不仅将高维曲空间的理论与抽象的动力学系统联系起来，而且又应用于工程实践，开创了工程理论研究的新途径。Industry电机统一理论的发展

2、理论应用●扩展领域(1)克朗将其理论应用于机电、热、运输、核等更复杂的系统。(2)将克朗的理论应用于流体机械。●普及应用(1)电机的矩阵分析(2)电机及系统的网络拓扑分析(3)机点能量转换(4)状态方程分析Industry电机统一性直流电机异步电机旋转电机原型电机同步电机转子和定子旋转电机铁芯和绕组Industry电机统一性磁场的统一定转子磁场相对静止旋转电机等效成为双绕组电机（定子磁势与转子磁势）气隙合成磁场恒定异步电机：nFs=nFr=n1旋转磁势同步电机：nFs=nFr=n=n1直流电机：nFs=nFr=0Industry电机统一性电磁转矩的统一旋转电机的

3、转矩公式可以统一表示为：Km：比例系数，和电机的结构参数有关Fs：定子磁动势幅值Fr：转子磁动势幅值θ：定转子磁动势相位差（θ=θs-θr）Industry电机统一性电磁转矩的统一将带入上式得：其中负号表示转矩的方向总是力图减小θ的方向再将上式变形得：β表示F1与合成磁动势F之间的夹角Industry电机统一性电磁转矩的统一直流电机故（直流电机转矩公式）其中Φ对应定子磁动势与Fs对应Ia对应转子磁动势与Fr对应θ对应为90oIndustry电机统一性电磁转矩的统一(2)异步电机故得出（异步电机转矩公式）Φm对应定子磁动势与Fs对应I2对应转子磁动势与Fr对应Ψ2

4、对应θIndustry电机统一性电磁转矩的统一(3)同步电机故得出(同步电机转矩公式)U对应定子磁动势与Fs对应E0对应转子磁动势与Fr对应Industry电机统一性基本运动方程的统一电动机调速的关键是转矩控制，任何拖动控制系统都服从于基本运动方程式Industry电机统一性由上述三种电机的分析，可以归纳得出旋转电机的统一思想，将旋转电机都看作是统一的原型电机。因而我们只对原型电机的控制进行分析，然后通过统一思想再反推到其他电机。Industry电机统一理论要点1.提出原型电机的物理模型2.建立原型电机的运动方程3.提出所研究的电机的动态电路模型4.把所研究的电

5、机和原型电机加以比较，建立“关联矩阵”5.通过关联矩阵，从原型电机的运动方程导出所研究电机的运动方程6.通过坐标变换，将运动方程变换成易于求解的形式Industry电机统一理论——d-q原型电机基本结构d-q原型电机也称为第一种原型电机，它是从一般的直流电机抽象得出的，是一种具有d、q轴线的装有换向器的理想电机，其特点就是定、转子绕组的轴线在空间均是固定不动的。Industry电机统一理论——d-q原型电机Industry电机统一理论——d-q原型电机Industry电机统一理论——d-q原型电机如图b的形式，把转子的换向器绕组用两个等效线圈d和q来代替，这两个

6、线圈不同于普通的线圈，它们虽然放置在转子上，其导体随转子一起以转速相对于定子旋转，但其轴线却被直轴和交轴的电刷所限定，固定在静止的直轴和交轴上。这种导体旋转而轴线静止的线圈，称为“伪静止线圈”。伪静止线圈的基本特点是：1）线圈中的电流产生沿相应轴线方向的在空间静止的磁场；2）除了因磁场变化而在线圈中产生变压器电动势外，由于转子旋转，线圈中还会产生运动电动势。Industry电机统一理论——d-q原型电机基本方程电机的基本方程由定、转子各线圈的电压平衡方程（包括磁链方程）和转子运动方程（包括转矩方程）组成，下面按照电动机惯例来列写d-q原型电机的基本方程。Indu

7、stry电机统一理论——d-q原型电机电压平衡方程定子的两个线圈D和Q是普通线圈，其中只有变压器电动势，其电压平衡方程为磁链方程Industry电机统一理论——d-q原型电机转子的两个线圈d和q是伪静止线圈，其中除变压器电动势外，还有运动电动势，其电压平衡方程为线圈d在q轴磁场中旋转而产生的运动电动势的系数线圈q在d轴磁场中旋转而产生的运动电动势的系数磁链方程Industry电机统一理论——d-q原型电机-22-运动电动势的方向可由右手定则来确定，即如果运动电动势的实际方向与电流的规定正方向相反，取负值(图a)，运动电压则取正号；如果运动电动势的实际方向与电流的

8、规定正方向相同，取正值(