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网站做著作权,石家庄有那些网站开发公司,广告做网站,访问网页的流程第2章同步电机基本原理 2.1理想同步电机 2.1.1理想同步电机假设 众所周知#xff0c;由于转子结构的不同#xff0c;同步电机可分为隐极机和凸极机两类。以下的研究对象像都是凸极机。 同步电机的主要特点是#xff1a;定子有三相交流绕组#xff0c;转子为直流励磁。 将电…第2章同步电机基本原理2.1理想同步电机2.1.1理想同步电机假设众所周知由于转子结构的不同同步电机可分为隐极机和凸极机两类。以下的研究对象像都是凸极机。同步电机的主要特点是定子有三相交流绕组转子为直流励磁。将电机结构简化后电机内部的磁场分布和相应的感应电势的变化规律仍相当复杂如步采取一定的假设仍难以对它们的运行方式作定量分析。这些假设是1电机铁芯不饱和。这一假设不仅意味磁场和各绕组电流间有线形关系也使在确定空气隙合成磁场时有可能运用叠加原理。2电机有完全对称的磁路和绕组。这一假设包含以下几方面定子三相绕组完全相同空间位置彼此相隔2/3π电弧度转子每极的励磁绕组完全相同阻尼条的设置对称于正、交轴。3定子三相绕组的自感磁场定子与转子绕组间的互感磁场沿空气隙按正弦律分布。这一假设表示略去所有的谐波磁势、谐波磁通和相应的谐波电势也略去谐波磁场产生的电磁转矩。满足上列假设条件的同步电机称为理想同步电机。以下的分析都以理想同步电机为前提。而时实践证明按理想同步电机条件的分析、计算所得误差在允许范围内。2.2abc/dq模型的建立2.2.1建模背景因为对于具有阻尼条的凸极机由于空气隙旋转磁场总可以分解为两个轴线与转子正交轴重合的脉动磁场因此模型得以建立。取定子各相绕组轴线及其磁链的的正方向dq轴线的正方向励磁绕组以及正交轴阻尼绕组磁链的正方向如图 21所示定子各相绕组电流产生的磁通方向与各该相绕组轴线的正方向相反时这些电流为正值。换言之定子各相正值电流将产生各该相负值磁链。转子各绕组电流产生的磁通方向与正轴或交轴正方向相同时这些电流为正值。即正值转子电流将产生正值转子绕组磁链。按图21的电磁量取向即可列出如下的同步电机电压方程和磁链方程电压方程第4章仿真系统详细设计4.1总体设计整个仿真系统总体设计如图4-1所示共有九个变量输出到工作空间分别为TE Vqs ids iqs wmVds idrp iqrp tout其封装的子模块共有三个重左到右分别为电源模块坐标转换模块中心电机模块。其中Tl为负载转矩具体输入为一个短时间的脉冲函数。图4-1系统总体框图4.2具体设计4.2.1电源电源设计主要输入由一个电源频率和一个电压幅值组成如图所示图4-2 电源模块框图设计中用了两个同斜率不同起始时间的斜坡函数来模拟电机通上电源后的初始电源频率和幅值以频率为例首先将第一个斜坡函数斜率定义为603*2起始时间定义为0s第二个斜坡函数斜率定义为(60-3)*2起始时间为0.5s然后再加上一个常数3构成的输出函数为一个从3开始到60的一个斜坡而后稳定的波形如图4-3而后给予一个2π的增益即为电机角速率加上一个积分环节后接入多路信号复合器电压值设计同上将输出波形加上的增益送入多路信号复合器然后通过一个matlab fuction 模块实现以下算式从而输出三相电压4.2.2abc/dq转换器从模拟电源得到的只是三相电压为了模型计算需将其转化成d/q坐标下的值转化器设计如图4-3:图4-3 坐标转换模块其原理是将三相电流表示为矩阵格式而后用matlab fuction模块实现矩阵乘法乘上派克矩阵式3-4结果即为d/q坐标下的dq两相电压。0相可忽略不计。4.2.4电磁转矩转矩的运算实现见式3-9将电机的输出定子、转子dq两相的电流通过相乘、相加这两个数学模块及一个增益模块得到输出的电磁转矩设计模块如图4-5右上部分图4-5 转矩输出及反馈控制框图第5章系统仿真运行5.1输出结果稳定情况仿真前各常量的取值如下rs0.531Ω r’r0.408 Ω J0.1kg/m2LlsLlr’2.52mH Lm84.7mH Ls8.722mH Bm0输入的abc三相电流经转换后得出的dq相电压时间相应如下图5-1 q相电压时间相应图5-2 d相电压时间响应电压流进电机内部经过内部一系列作用后输出定子、转子的dq相电流响应如图(5-3)-(5-8)所示。由以下响应图可知由于一开始电压不是瞬间攀升而是在短时间内由一定幅度攀升到峰值而且由于外部负载转矩的加入势必输出会有不稳定在控制器的反馈控制下由图5-7可见输出电磁转矩在经历了一开始短时间的波动后在仿真开始2秒后即趋向于稳定由图5-8可见输出的机械转速则稳步提高最后稳定在1800r/m的峰值附近。