永磁無刷(shua)電機的建模與(yǔ)仿真分析

  

    1 無刷電機(ji) 的建模各變量(liang)的正方向與坐(zuò)标原點爲突出(chū)模型的♉原理，在(zai)分🥵析的過程中(zhōng)，作以下基本的(de)假設：三相繞組(zǔ)👅完全對稱，可按(àn)集中繞組處理(lǐ)，極對數p=1電機磁(ci)場各向同性，可(kě)以不考慮磁場(chǎng)飽和；暫不考慮(lü)電樞反應對氣(qì)隙磁場的影響(xiǎng)。

　　無刷電機的控(kòng)制與電機的位(wèi)置、各狀态變量(liang)密切相關，爲分(fèn)析方便，規定狀(zhuàng)态變量的方向(xiang)如下：a相電🌐流由(yóu)繞組ax的a端流出(chū)繞組爲正電流(liu)（bc相類推）b繞組ax的(de)a端導體所在位(wèi)置爲氣隙圓周(zhōu)坐标原點（9p=0）；轉子(zi)磁場的N極軸線(xian)與氣隙圓周坐(zuò)标原點重合時(shí)設定爲轉子的(de)初始位置（9=0）；電機(jī)順時針轉動爲(wei)正✊向轉動。

　　在此(cǐ)規定條件下，電(dian)機繞組沿氣隙(xì)圓周展開，各狀(zhuang)态變👄量方向與(yu)轉子位置如所(suǒ)示。

　　如所示，以9表(biao)示氣隙圓周上(shang)某點的坐标位(wei)置，以9表示轉🙇🏻子(zi)相對于原始位(wei)置的角位移，則(zé)轉子在氣隙圓(yuan)周9處産生的磁(ci)感♈應強度Br（9p，0）=Bm/（0p―9），Bm是磁(cí)密的幅值；/（9一0）是(shì)轉子磁密的分(fèn)布函數，函數/的(de)形式由電機的(de)結構決定，在數(shù)值上隻與定轉(zhuǎn)子相對位置（9p―9）有(yǒu)關。同時由于電(diàn)機結構的對稱(cheng)性，顯然/是個偶(ou)函數。以極對數(shù)P=1，轉子磁場按正(zhèng)弦分布的電機(ji)爲例，有/（0p―0）=cos（0p―0）。令0p=0°，120°240°并根(gen)據函數/的奇偶(ou)性，可求得氣隙(xì)圓周上a，b，c各處由(you)轉子産生的磁(ci)感應強度 爲：9，從(cóng)而，a b，c處各導體受(shou)到的電磁作用(yong)力爲：體的有效(xiao)長度。ab，c端點的導(dǎo)體感生的電動(dòng)勢爲：度。電機采(cai)用整距繞組時(shí)，流經同一繞組(zǔ)的另一根導體(tǐ)的電流方🌂向與(yǔ)所在磁場方向(xiàng)同時改變極性(xing)，因此，繞組一匝(za)線圈受到的總(zong)電磁轉矩：Ta=繞組(zǔ)一匝線圈感生(sheng)的總的反電動(dong)勢爲：因此根據(jù)🌈轉子磁場分布(bu)和電樞電流，以(yi)及繞組的有效(xiao)匝數，就可以求(qiú)得電磁轉矩和(hé)反電動勢。

　　轉子(zǐ)磁場分布和繞(rào)組的匝數在設(shè)計電機時已經(jing)确定，電樞的電(dian)流則可以通過(guò)求解電機的電(dian)路方程獲得。

　　1.3電(diàn)機的電路方程(chéng)a非換流狀态的(de)電路方程。根據(ju)某✔️大型永磁無(wú)刷電機的觸發(fa)邏輯，在非換流(liú)狀态，電流同時(shi)流經電機的兩(liang)個繞組，中線沒(méi)有電流。非換⁉️流(liú)狀态可以用以(yǐ)下方程組描述(shu)：阻和相間互感(gǎn)；Uk和U/是電機相📧繞(rào)組的電壓；U是中(zhōng)線🐅的電壓；ek和e/是(shì)電機各🌍相繞組(zǔ)的反電雲力勢(shi)。

　　b.換流狀态的電(diàn)路方程。電機在(zai)換流狀态，隻有(yǒu)一個繞組的狀(zhuang)态🥰發生變化，因(yin)此可以用以下(xia)方程描述：據觸(chù)發邏輯自動切(qie)換。對于其他換(huàn)流方式的無刷(shua)電機，采🆚用與之(zhi)對應的等效電(diàn)路，即可實現相(xiang)應的💘電 機模型(xíng)。

　　1.4電機的運動方(fang)程尼系數。

　　2無刷(shua)電機的電路模(mo)型與仿真分析(xi)根據以上分析(xi)，永⛷️磁無刷電🔴機(ji)的電路模型由(yóu)以下5部分構成(cheng)，如所🤟示……磁密分(fen)布函數，根據電(diàn)㊙️機的位置計算(suàn)氣隙的磁密。b.反(fǎn)電動勢計算環(huán)節🐉，根據電機的(de)位🌈置與轉速，計(jì)算反電動勢。c.電(dian)路計算環節，根(gēn)據等效電💔路計(jì)算各🈲相繞組的(de)電流。d.轉矩計算(suàn)環節，根據電‼️流(liú)和磁密計算電(dian)磁轉矩。e.運動方(fāng)程，根據電磁轉(zhuan)矩計算電機的(de)速度和位置。

　　永(yong)磁無刷電機的(de)電路模型根據(jù)。仿真結果還表(biao)明：該方法運👈算(suàn)效率高，大大降(jiàng)低了仿真的複(fú)雜程度🌈。本模型(xing)是從有中線的(de)無刷電機推導(dao)而來的，也适🐕用(yong)于不需要中線(xiàn)的無刷電機，還(hái)可以直接作爲(wèi)多相無刷電機(jī)的一個組成單(dān)元，因此具有更(gèng)強的适㊙️用性。對(dui)多相🔞多極的無(wu)刷電機建模有(you)一定的意義。

 

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