(a) 有电容器的两相逆变器（两相电机）

(b)有六个开关的两相逆变器（两相电机）

图1.1 两种逆变器

目前，对于这两种拓扑结构也正在研究中，而绝大多数两相逆变器的研究人员选择的是两腿型作为模型的配置。而其他的一些研究人员则是对三脚式拓扑结构比较更为地感兴趣。单纯只是从考虑到成本这方面来说，如果一个分相电容器比一个开关便宜的话，那么一个具有分相电容器的逆变器肯定是要更为节约成本一些的。而实际上，三相电机中经常用的逆变器的拓扑结构与图1.1(b)所示的在直流电路上具有分相电容的双向逆变器的结构相同。所以一些研究人员会利用图1.1(a)所示的具有六个开关的两相逆变器的结构去替代三相电机中逆变器的传统拓扑结构，从而去降低其成本。

然而有点遗憾的是，到目前为止还没有任何文献或论文讨论过将两相电机连接到同一直流电路的可能性。而双两相永磁同步电机系统就是通过两台两相永磁同步电机的中性点将两台电机连接起来，并且只有一个中心抽头连接一组电容可以用来供应两台电机。因此本文将对双两相永磁同步电机系统（DTPPM）的动态性能进行分析，并给出数学模型。在本文后面的内容中也会介绍对于该系统的一种Matlab建模仿真方法，并给出此仿真的结果的实例。

2. 两相永磁同步电机的介绍及其数学模型的建立

2.1 永磁同步电机的介绍

对于生产机械的功率方面的要求随着工业上面的迅速发展也越来越大。而对于那些大型的生产机械来说，功率可以高达数百甚至是数千千瓦，比如工业上面经常用到的送风机、空气压缩机等等。那同容量的同步电机与大容量的异步电机相比，会有更明显的优势。因为同步电机的功率因数会比异步电机的功率因数更高，这样一来，在运行的时候，不仅不会使得电网的功率因数降低，而且还会改善其功率因数。其次来说，当有大功率低转速的要求时，相同的条件下同步电机会比异步电机的体积更为小一些，这也说明同步电机在一些特定场合确实是比异步电机更具有优势的。目前看来，在小功率的范畴内也广泛应用着永磁同步电机。

更重要的一点是机械构造简单，工作运行效率高也都是永磁同步电动机的优点，而且其调速的范围相比一般电机也会要更要宽广很多，这也就给同步电机带来了更大的使用范围。结构上，永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)主要也是由定子和转子两大部分构成，PMSM的定子部分结构和异步电机的结构完全相同，也是由机座、定子铁心和电枢绕组三个部分组成。对于永磁同步电机来说最特别的区别就是在于它的转子是永磁材料构成，一般会做成凸级式的，即也就是说会有明显的磁极，而磁极用钢板叠成或用铸钢铸成；一般来说的话，大容量高转速的同步电机转子是圆柱体的，里面装有励磁绕组，这种电机的转子也称为隐极式的，值得注意的是，隐极式同步电机空气间隙是均匀的。同步电机在定子通电之后会在定子和转子之间的空气间隙产生一个转速为n的旋转磁场，这个磁场可以带动转子一起慢慢开始转动，直到和旋转磁场达到同一个速度，所以也称这个速度为同步速度，同步永磁电机也因此而得名。

之所以现代生产的同步电机当中每台电机配备的是一台励磁机或是整流励磁装置的原因，就是因为在同步电机中的励磁电源会分为两种，第一种是励磁机供电第二张是交流电源经过整流（可控的）而的到，那样配置的话就可以很方便地调节电机的励磁电源。

2.2 永磁同步电机的启动