永磁(ci)無刷電機(ji)的建模與(yu)仿真分析(xi)

  

    1 無刷(shua)電機 的建(jiàn)模各變量(liàng)的正方向(xiàng)與坐标原(yuán)點爲突出(chū)模型的原(yuan)理，在分析(xī)的過程中(zhong)，作以下基(ji)本的假設(she)：三相繞組(zu)完全🌈對稱(cheng)，可按集中(zhong)繞組處理(li)，極對數p=1電(dian)機磁🔞場各(gè)向🌂同性，可(ke)以不考慮(lǜ)磁場飽和(he)；暫不考慮(lǜ)電樞反應(ying)對氣隙磁(ci)場的影響(xiang)。

　　無刷電機(jī)的控制與(yǔ)電機的位(wei)置、各狀态(tai)變量密切(qiē)🤩相關，爲分(fèn)析方便，規(guī)定狀态變(biàn)量的方向(xiang)如下：a相電(dian)流由繞組(zǔ)😘ax的a端流出(chū)繞組爲正(zheng)電流（bc相類(lèi)推）b繞組ax的(de)a端導體所(suo)在位置爲(wei)氣隙圓周(zhou)坐标原點(dian)（9p=0）；轉子磁場(chang)的N極軸線(xian)☔與氣隙圓(yuán)🍓周坐标原(yuan)點重合時(shi)設定爲轉(zhuan)子的初始(shi)位置（9=0）；電機(jī)順時針轉(zhuǎn)動爲正向(xiàng)轉動。

　　在此(ci)規定條件(jiàn)下，電機繞(rao)組沿氣隙(xì)圓周展開(kāi)，各狀态變(bian)量方向與(yu)轉子位置(zhì)如所示。

　　如(ru)所示，以9表(biao)示氣隙圓(yuán)周上某點(dian)的坐标位(wei)置，以9表示(shi)轉子相對(dui)🧡于原始位(wèi)置的角位(wèi)移，則轉子(zǐ)在氣隙圓(yuán)周9處産生(shēng)的🏃磁感應(ying)強度Br（9p，0）=Bm/（0p―9），Bm是磁(ci)密的幅值(zhí)；/（9一0）是轉子(zi)磁密㊙️的分(fèn)布函數，函(hán)數/的形式(shi)由電✍️機的(de)結構決定(ding)，在數值上(shang)隻與定㊙️轉(zhuǎn)子相對位(wei)置（9p―9）有關💞。同(tóng)時由于電(diàn)機結構的(de)對稱性，顯(xian)然/是個偶(ou)函數。以極(ji)對數P=1，轉💜子(zǐ)磁場按正(zheng)弦分布的(de)電機爲例(lì)，有/（0p―0）=cos（0p―0）。令0p=0°，120°240°并根(gēn)據函數/的(de)奇偶性，可(ke)求得氣💔隙(xi)圓周上a，b，c各(gè)處由轉子(zǐ)産生的磁(cí)感應強度(du) 爲：9，從而，a b，c處(chù)各導體受(shòu)到的電磁(cí)作用力爲(wèi)：體的有效(xiào)長度。ab，c端🥰點(dian)的✂️導體感(gǎn)生的電動(dòng)勢爲：度。電(diàn)機采用整(zheng)距繞組時(shi)，流經同一(yi)繞組的另(ling)一根導體(tǐ)的電流方(fang)向與所在(zài)磁場方向(xiàng)同時改變(biàn)極性，因此(ci)，繞組一匝(za)🍉線圈受到(dao)的總電磁(cí)轉矩：Ta=繞組(zu)㊙️一匝線圈(quan)感生的總(zong)的反電動(dòng)勢爲：因此(cǐ)根據轉子(zǐ)磁場分布(bù)和電樞電(diàn)流，以及繞(rao)組的有效(xiào)匝數，就可(kě)以求得電(dian)磁轉📱矩和(he)反電動勢(shì)。

　　轉子磁場(chǎng)分布和繞(rào)組的匝數(shu)在設計電(dian)機時已經(jīng)🚩确定，電樞(shū)的電流則(ze)可以通過(guo)求解電機(ji)的電路方(fāng)程獲得。

　　1.3電(dian)機的電路(lù)方程a非換(huàn)流狀态的(de)電路方程(chéng)。根據某大(dà)型永磁無(wú)刷電機的(de)觸發邏輯(jí)，在非換流(liú)狀态，電流(liú)同🈲時流🐪經(jing)電機的兩(liang)個繞組，中(zhong)線沒有電(diàn)流。非換流(liú)狀态可以(yǐ)用以下方(fāng)程組描❤️述(shù)：阻和🧡相間(jian)互感；Uk和U/是(shi)電機相繞(rao)組的電壓(ya)；U是中線的(de)電壓；ek和e/是(shi)電機各相(xiang)繞組的反(fǎn)⭐電雲力勢(shi)。

　　b.換流狀态(tai)的電路方(fang)程。電機在(zài)換流狀态(tài)，隻有一個(ge)繞組💛的🏃‍♀️狀(zhuang)态發生變(bian)化，因此可(ke)以用以下(xia)方程描述(shù)📱：據觸發邏(luo)♍輯自動切(qie)🌈換。對于其(qi)他換流方(fang)式的無刷(shuā)電機，采用(yòng)與之對應(ying)的等效電(dian)🤟路，即可㊙️實(shí)現相應的(de)電 機模型(xíng)。

　　1.4電機的運(yun)動方程尼(ní)系數。

　　2無刷(shuā)電機的電(diàn)路模型與(yu)仿真分析(xī)根據以上(shàng)分析，永磁(ci)無🤩刷電機(jī)的電路模(mo)型由以下(xià)5部分構成(chéng)，如所示……磁(cí)密分布函(hán)🤟數，根據電(dian)機的位置(zhi)計算氣隙(xì)的磁密。b.反(fan)電✉️動勢計(ji)算環節，根(gēn)據電機的(de)位置與轉(zhuǎn)速，計算反(fǎn)電動🏃🏻勢。c.電(diàn)路計算環(huán)節，根據等(deng)效電♉路計(ji)算各相繞(rào)組的電❗流(liu)。d.轉矩計算(suan)環節，根據(jù)電流和磁(cí)密計⁉️算電(diàn)磁轉矩。e.運(yùn)動方程，根(gēn)據電磁轉(zhuǎn)矩計算電(dian)機的速度(du)和位置。

　　永(yǒng)磁無刷電(dian)機的電路(lù)模型根據(ju)。仿真結果(guo)還表明：該(gai)方法運⭐算(suàn)效率高，大(da)大降低了(le)仿真的複(fu)雜程度。本(běn)模型是從(cóng)有中線的(de)無刷電機(ji)推導而來(lai)的，也适用(yòng)于不需要(yào)中線的無(wu)🙇🏻刷電機🛀，還(hái)可以直接(jiē)作爲多🙇‍♀️相(xiàng)無刷電機(ji)的一個組(zǔ)成單元，因(yin)此具有更(gèng)強的适用(yòng)性。對多相(xiang)多極的無(wu)刷🌍電機建(jiàn)模有🧑🏽‍🤝‍🧑🏻一定(ding)的意義。

 

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