基于给定幅值和相位的电压空间矢量PWM控制技术的分析和建模(4)

我们在对电机做研究时都会有一定的假设,本次在异步电机方面,在对其数学模型进行分析的时候,有以下的规定是理想化的:异步电机在电机中是最常见


我们在对电机做研究时都会有一定的假设,本次在异步电机方面,在对其数学模型进行分析的时候,有以下的规定是理想化的:异步电机在电机中是最常见一种电机类型,即便如此,异步电机系统不是单一的简单的系统,它是一个高阶、非线性和强耦合的多变量的系统。为什么说是多变量呢?异步电机在调速的时候,其中很多因素都是相互影响的,最重要的是电压和频率,这两者之间有相互的作用,但又必须有关联,相互影响。我们在看输入量,对于调速系统而言,我们输入一定的频率,在异步电机直观方面,回馈的也就是说输出的是转速。转速是依靠电磁转矩决定的,但是,电磁转矩是由磁通来控制的。调速过程中磁通的稳定决定了转速的恒定,那么磁通我们需要知道,所以说磁通为一个输出量,那么异步电机调速系统便是一个多输入多输出的系统。相对应的它的数学模型便是多输入多输出的模型,从强耦合方面来讲是因为异步电机的电流,电压,频率相互之间都有关系,相互之间有所影响,对于电磁转矩而言,感应电动势的由来是电流和磁通的乘积所计算而来的,这样从总体来看,异步电机的数学模型会是一个非线性的数学系统,因为相互之间均有一定的关系。但是最后我们知道电磁惯性是存在的,其是由定子,转子的三相绕组产生的,而且任何机械转速的变化都会有机械惯性,在众多因素的影响下,我们在调速的时候也要考虑这些很多的因素,所以说,异步电机的数学模型是一个高阶系统模型。

我们在对电机做研究时都会有一定的假设,本次在异步电机方面,在对其数学模型进行分析的时候,有以下的规定是理想化的:

1. 三相绕组对称,谐波分量忽略不计,这样电机中所产生的磁动势按照正弦规律分布,这是通过气隙磁场而得出的理想状态, 定、转子绕组在空间分布为对称状态;

2.铁心损耗不计;

3.自感和互感稳定;

4.电机参数不受温度影响,参数的变化也对电机没有影响。

异步电机的转子包括绕线性也好,鼠笼型也罢,对于所有的电机转子而言,进行计算的时候我们都会把绕线转子折算到定子,为了便于计算,通过一定的折算,从而确定了折算后的匝数是相同不变的。根据这种情况,那么在异步电动机中我们可以构建出模型出来,图3.1表示物理模型,图中大写的字母A,B,C为三条轴线,我把它称之为静止坐标系的轴线,而小写字母a,b,c我把它成为旋转的轴线,因为a,b,c是运动的。

在坐标系中,我们需对一些角度差进行定义。 为转子轴和定子轴之间的电角度差,这个电角度差,我们在电力学上称之为空间角位移变量。在这个前提下,我们把静止的三相坐标轴看做参考轴,取A轴来举例,那么转子的速度 速,并且转子的运动方式是以逆时针的方向进行旋转度逆时针旋转那么也就是说我们这里的a,b,c也是以 速度进行逆时针的旋转。在这种运动模型和物理模型的基础上,再根据磁力学中的统一法则----右手螺旋规则,可以对电流、电压、磁链进行方程写作与计算。在通常电机的一系列惯例和定义下,电压方程和转矩方程如以下所示,对于电压,电流,磁链的正方向我们也有所规定,一律使用的是右手螺旋规则,其余的电机参数等等很多的方面也必须符合电机的惯例。