永磁無刷(shua)電機的建模與(yu)仿真分析

  

    1 無刷電機(ji) 的建模各變量(liang)的正方向與坐(zuo)标原點爲突出(chu)模型的💃原理，在(zài)☔分析的過程中(zhong)，作以下基本的(de)假設：三相繞組(zu)完全對稱，可按(an)集中繞組處理(li)，極對數p=1電機磁(cí)場各向同性，可(kě)以不考慮磁場(chǎng)飽和；暫不考慮(lǜ)電樞🏃‍♀️反應對氣(qì)☁️隙磁場的影響(xiǎng)。

　　無刷電機的控(kong)制與電機的位(wei)置、各狀态變量(liang)密切⛱️相關☁️，爲分(fèn)析方便，規定狀(zhuang)态變量的方向(xiang)如下：a相電🚩流由(you)繞組ax的a端流出(chu)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(zǐ)磁場的N極軸線(xian)🛀與氣隙圓周坐(zuo)标原點重合時(shí)設定爲轉🤟子的(de)初始位置（9=0）；電機(ji)順時針轉動爲(wèi)正向轉動。

　　在此(cǐ)規定條件下，電(dian)機繞組沿氣隙(xi)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(biǎo)示氣隙圓周上(shàng)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(cí)感應強度Br（9p，0）=Bm/（0p―9），Bm是磁(cí)密的幅值；/（9一0）是(shi)轉🧑🏽‍🤝‍🧑🏻子磁密的分(fen)布函數，函💃🏻數/的(de)形💘式由電機的(de)結構決定，在數(shu)值上隻與定轉(zhuǎn)子相對位置（9p―9）有(you)關。同時由于🏃🏻‍♂️電(dian)機結構的對稱(chēng)性，顯然/是個偶(ou)函數。以極對數(shù)P=1，轉子磁場按正(zheng)弦分布的電機(jī)爲例，有/（0p―0）=cos（0p―0）。令0p=0°，120°240°并根(gen)據函數/的奇偶(ǒu)性，可求得氣🈲隙(xì)圓周上a，b，c各處由(you)轉子産生的磁(cí)感應強度 爲：9，從(cóng)而，a b，c處各導體受(shou)到的電磁作用(yòng)力爲：體的有效(xiào)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(shi)，流經📧同一繞組(zu)的另一根導體(tǐ)的電流方向與(yu)所💋在磁場方向(xiàng)同🆚時改變極性(xìng)，因此，繞組一匝(zā)線圈受到的總(zong)電磁轉矩：Ta=繞組(zu)一匝線圈感生(shēng)的總🤩的反電動(dòng)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(xiào)匝數，就可❤️以求(qiú)得電磁轉矩和(he)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(guo)求解電機的電(diàn)路方程獲得。

　　1.3電(diàn)機的電路方程(cheng)a非換流狀态的(de)電路方程。根據(jù)某大型永磁無(wu)刷電機的觸發(fa)邏輯，在非換流(liu)狀态，電流同☔時(shí)流經電機的兩(liang)個繞組，中線沒(méi)有電流。非換流(liu)狀态🎯可以用❌以(yi)下方程組描述(shù)：阻和相間互感(gǎn)；Uk和U/是電機相繞(rao)組的電🧑🏽‍🤝‍🧑🏻壓；U是中(zhong)線的電壓；ek和e/是(shì)電機各🥵相繞組(zu)的反電雲力勢(shì)。

　　b.換流狀态的電(dian)路方程。電機在(zài)換流狀态，隻有(you)一個繞組的狀(zhuàng)态發生變化，因(yīn)此可以用以下(xia)方程描述：據觸(chu)發邏輯自動切(qiē)換。對🌈于其他換(huan)流方式的無刷(shua)電機，采用與之(zhī)對應的🤟等效電(dian)路，即可實現相(xiang)應的電 機模型(xíng)。

　　1.4電機的運動方(fāng)程尼系數。

　　2無刷(shua)電機的電路模(mo)型與仿真分析(xī)根據以上分析(xī)🏃‍♀️，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(dian)機的位置計算(suan)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(diàn)路計算環節，根(gen)據等效電路計(jì)算各相繞組的(de)電流。d.轉矩計算(suan)環節，根據電流(liú)和磁密計🥰算電(diàn)磁轉矩。e.運💘動方(fāng)程，根據電磁轉(zhuǎn)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(jiang)低了仿真的複(fu)雜程度。本模型(xíng)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(hai)可以直接作爲(wèi)多相無刷電機(jī)的一個組成單(dan)元，因此具有更(gèng)強的适用性。對(duì)多相多極的無(wú)刷電機建模有(you)一定的意義。

 

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