永磁無刷電機的(de)建模與仿(páng)真分析

  

    1 無刷電機 的建模各變量的正方(fāng)向與坐标原點爲突出模(mó)型的原理，在分析的過程(chéng)中，作以下基本的假設：三相繞組完全對稱，可按集中繞(rào)組處理，極對數p=1電機(jī)磁場各向同性，可以不考慮磁場(chǎng)飽和；暫不考慮電樞反應對氣隙磁場的影響。

　　無(wú)刷電機的控制與電機的(de)位置、各狀态變量密切相關，爲分析方便，規定狀态(tài)變量的方向如下：a相電流由繞組ax的a端流出繞(rào)組爲正電流（bc相類推）b繞組(zǔ)ax的a端導體所在位置爲氣隙圓周坐标原點（9p=0）；轉子磁場(chǎng)的N極(jí)軸線與氣隙(xì)圓周坐标原點重合時設(shè)定爲(wèi)轉子的初始位置（9=0）；電機順(shùn)時針轉動爲正向轉動。

　　在此規定條件下，電機(jī)繞組(zǔ)沿氣隙圓(yuán)周展開，各狀态變量方向與轉子位置如所示。

　　如所示，以9表示(shì)氣隙圓周上某點的坐标位置(zhì)，以9表示轉子相對于原始位置的角位移(yí)，則轉子在氣(qì)隙圓周9處産生的磁感(gǎn)應強度Br（9p，0）=Bm/（0p―9），Bm是磁密的(de)幅值；/（9一0）是轉子磁密的分布(bù)函數，函數/的形式由電機的結構決定，在數值(zhí)上隻與定轉子(zǐ)相對位置（9p―9）有關。同時由于電機結構(gòu)的對稱(chēng)性，顯然/是個偶函數。以極對數P=1，轉子磁場按正弦分布的電(diàn)機爲例，有/（0p―0）=cos（0p―0）。令0p=0°，120°240°并根據(jù)函數/的奇偶性，可求(qiú)得氣(qì)隙圓周上a，b，c各處由轉子産生的(de)磁感應強度 爲(wèi)：9，從而，a b，c處各導體受到的電磁作用力爲：體的有效長(zhǎng)度。ab，c端點的導體感生的電動勢爲：度。電機采用整距繞組時，流經同一繞組的另一根導體的電流方向與所在磁場方向同時改變極性，因此，繞組一匝線圈受到的(de)總電磁轉矩：Ta=繞組一(yī)匝線圈感生的總的反電動勢爲：因(yīn)此根據轉子磁場分布和電樞電流，以及繞組的有效匝數，就可以(yǐ)求得電磁轉矩和反電動勢(shì)。

　　轉子磁場分(fèn)布和繞組的匝數在設計電機時已經确定，電樞的電流則可以通過求(qiú)解電機的電路(lù)方程獲得。

　　1.3電機的電路方程a非換流狀态的電路方程。根據某大型永磁無(wú)刷(shuā)電機的觸發邏輯，在非換流狀态，電流同(tóng)時流經(jīng)電(diàn)機的兩個(gè)繞組，中線沒有電流。非換流狀(zhuàng)态可以用以下方程組描述：阻(zǔ)和相間互感；Uk和U/是(shì)電機相繞組的電壓；U是中線的電壓；ek和e/是電機各相繞組的反電雲力勢。

　　b.換流狀态的電路(lù)方程。電機在換流狀态，隻(zhī)有一(yī)個繞組的狀(zhuàng)态發生變(biàn)化，因此可以用以(yǐ)下方(fāng)程描述：據觸發邏輯自動切換。對于其他換流方式的無刷電機，采用與之對(duì)應的等效電路，即可實現相應的電 機(jī)模型。

　　1.4電機的運動方程尼系數。

　　2無刷電機(jī)的電路模型與仿真分析根據以上(shàng)分析，永磁無刷電機的電路模型由以下5部分構成，如(rú)所示……磁密分布函數(shù)，根據電機(jī)的位(wèi)置計算氣隙的磁(cí)密。b.反電(diàn)動勢計算環節，根據電機的位置與轉速，計算(suàn)反電動勢。c.電路計算環節，根據等效電路計算各相繞(rào)組的電流。d.轉矩計算環(huán)節，根據電流和磁密計算電磁(cí)轉矩。e.運動方程，根據電磁轉矩計算電機的速度和位置。

　　永磁無刷電機的電路模型根據。仿真結果還表明：該方法運算效率高，大大降低了仿(páng)真的複雜程度。本模型是從有中線的無刷電機推導而來的，也适用于(yú)不需要中線的無(wú)刷電機，還可以直接作(zuò)爲多相無刷電機的(de)一個組成單元，因此具有更強的适用性。對多(duō)相多極的無刷電機建模有一定的(de)意義。

 

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