电动汽车异步电机矢量控制原理ppt课件.ppt

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1、13.3异步电机的电势平衡当异步电机的定子绕组接至对称的三相电源，便有三相电流流通产生旋转磁动势F并建立旋转磁场B.由于磁场分布情况极为复杂，磁势不仅包含基波分量，还包含有高次谐波，为了便于建立其数学模型，把磁通Φ分为主磁通Φm和漏磁通Φσ。主磁通Φm切割定转子绕组并感应电势，在定子绕组感应电势为E1,漏磁通Φσ仅切割定子绕组感应电势为E1σ。E1=4.44f1N1kw1Φm1、定子绕组电压平衡方程：各相量正方向均据变压器惯例，则定子和转子的电动势平衡方程式如下：定子E1=4.44f1N1kw1Φm13.3异步电机的电势平衡转子静止时的定转子电路示意图设转子的

2、转速为n，气隙旋转磁场与转子的相对速度为n1-n，故转子电动势E2和电流I2的频率为：转子转动后，由转子电流所产生的转子基波旋转磁动势F2相对于转子的转速为：2、转子绕组的电动势转子转动后，从电路角度看，最主要不同之处在于转子频率f2随转速而变化了。它影响到转子电动势E2和漏抗x2随之变化。令E2s表示转动后的电动势，x2σs表示转动后的漏抗，则E2s=4.44f2N2kw2φm=sE2x2σs=2f2l2=2sfl2=sx2式中E2、x2σ——转子静止时的转子电动势和漏抗。当转子静止时，s=1,n=0,f2=f1,当n=n1时,f2=0转动后的转子电

3、压平衡方程式可写成：0=E2s-I2(R2+jx2σs)z2σs=R2+jx2σs设转子的转速为n，气隙旋转磁场与转子的相对速度为n1-n，故转子电动势E2和电流I2的频率为：转子转动后，由转子电流所产生的转子基波旋转磁动势F2相对于转子的转速为：13.4异步电机的磁势平衡因为转子自身以转速n旋转，故转子基波旋转磁动势相对于定子的转速为：由此可见，不论转子自身的转速n如何，由转子电流I2产生的转子基波旋转磁动势和由定子电流所产生的定子基波旋转磁动势没有相对运动。前已分析，不论转子的实际转速如何，磁势平衡式仍成立有F1+F2=Fm或F1=Fm-F2即转子的磁势：一、

4、频率折算前面列出的定、转子电动势平衡方程式，它们的频率不同，而不同频率的物理量所列出的方程式不能联立求解，因此需要对转子电路进行频率折算，使与定子电路有相同频率。上节已讨论过，转子静止时，定、转子具有相同频率，故等效的转子电路应该是静止不动的。13.5异步电机的等效电路只要保持频率折算后的转子电流的大小和相位不变，就可保持磁动势平衡不变，从而保持定子电流的大小和相位不变，也就保持了功率和损耗不变。具体推导如下（由前面电势方程式，求得）(1)将上式分子分母同除以s，其值不变。即有：从上面两式，不仅在保持I2与2不变的条件下进行了数学变换，其实有着不同的物理意义。(

5、2)(1)式表示转子转动时的实际情况，转子电动势为E2s=sE2，转子频率为f2=sf1，转轴上输出机械功率。电路图如图所示(2)式表示频率归算后的等效转子。转子电动势为E2，转子频率为f1，转轴上不输出机械功率，但转子回路的电阻变了。我们把分解为两项：的物理意义:在实际转动的电机中，在转子回路中并无此电阻，但有机械功率输出。换言之，可以由静止不动的等效电路中计算出电功率从而间接地求出轴上的机械功率，故又称模拟电阻，电路如下页图.它和变压器接有纯电阻负载时的等效电阻相似。所接负载为模拟机械功率的模拟电阻由该等效电路可分析以下几种情况：1.当转子静止时n＝0，即s=

6、1，则即机械功率为零。2．当转子转速达到同步速时n＝n1，即s＝0，则相当于等效电路的副边开路，转子电流等于零，机械功率也就等于零。3．当0＜n＜n1，即1＞s＞0，则＞0机械功率为正，即有机械功率输出，为感应电机的正常电动运行状态。二、电流折算：相数m2m1N2N1kw2kw1每相串联匝数绕组分布系数同时其内阻——>r2’,x2σ’相应改为E2E2’I2I2’折算的条件：必须满足折算前后电机内部的电磁性能和平衡关系保持不变。和分析变压器相似的方法，可把异步机的转子绕组折算为一个相数、匝数和绕组系数都与定子侧相同的等效转子，因此，还需要对除频率外的其它参

7、数进行折算。根据折算前后转子磁势应保持不变为条件，即应满足F2’=F2由此可求得折算后的转子电流：式中称为感应电机的电流变比三、电势折算根据折算前后转子视在功率保持不变为条件，即应满足故得四、阻抗的折算根据折算前后转子上的铜耗保持不变为条件式中称为感应电机的电动势变比即应满足由此可求得折算后的转子电阻根据折算前后转子功率因数保持不变为条件,应满足式中称为感应电机的阻抗变比由此可求得折算后的转子漏抗折算后的异步机的基本方程式经频率折算后的转子电势、电流和阻抗还应按各自的变比进行绕组折算。现把频率和绕组折算后的基本方程式汇总如下：五、等效电路它们构成的等效电路如图六、

8、相量图异步